Sistemas del cuerpo humano. Material didáctico de RA

SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO
Material didáctico basado en la aplicación de realidad aumentada

ALISON LIZETH MENDIVELSO DIAZ
OSCAR JAVIER RODRIGUEZ PEDRAZA
CARLOS EDUARDO BARON MORENO
CODIGO PROYECTO:

COLEGIO LA PRESENTACIÓN
DEPARTAMENTO DE INVESTIGACIÓN
DUITAMA
2012

SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO

Material didáctico basado en la aplicación de realidad aumentada

ALISON LIZETH MENDIVELSO DIAZ
OSCAR JAVIER RODRIGUEZ PEDRAZA
CARLOS EDUARDO BARON MORENO
CODIGO PROYECTO:

Proyecto de Grado

Asesor de proyecto
MARIO ENRIQUE RINCÓN ORTIZ
Licenciado en Ciencias Naturales

COLEGIO LA PRESENTACIÓN
DEPARTAMENTO DE INVESTIGACIÓN
DUITAMA
2012

TÍTULO

SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO. Material didáctico basado en la aplicación de
realidad aumentada.

TERCER AVANCE

1. Nombre de actividad: Investigación bibliográfica

Objetivo: Obtener estado del arte que permita identificar las técnicas y
herramientas usadas para creación de realidad aumentada.

Objetivo específico asociado: Investigar en diferentes fuentes documentales
sobre las técnicas y herramientas de aplicación para realidad aumentada

Etapa: Realizar el estudio y el estado del arte de las técnicas y herramientas de
aplicación para la realidad aumentada.

Metodología: Esta primera actividad correspondió a una investigación teórica
bibliográfica de conceptos y desarrollos dados en cuanto las técnicas y
herramientas usadas para creación de realidad aumentada, que permitieran
desarrollar el material didáctico propuesto, para luego aplicar dicha documentación
en el desarrollo de la innovación tecnológica propiamente dicha.

La realización del proyecto se fundamenta en el análisis e investigación
independiente de los programas y herramientas más comunes para realidad
aumentada, a través de un cuadro comparativo donde se tuvieron en cuenta
aspectos tales como: aplicabilidad, compatibilidad, licenciamiento, rendimiento y
facilidad de uso.

Recursos: Se usaron recursos como computador, Internet, proyectos de grado y
proyectos en curso de varias universidades. También se revisaron diferentes
programas para el manejo de realidad aumentada.

Desarrollo de la actividad:
1. Revisión bibliográfica

Existen muchas aplicaciones que nos permiten acceder al mundo de la Realidad
Aumentada. Dentro de la revisión bibliográfica realizada, nuestro interés se centró
en las siguientes herramientas para desarrollar realidad aumentada, teniendo en
cuenta su popularidad, facilidad de uso y su costo:

Herramienta 1. ARToolKit: 1
Es una biblioteca que permite la creación de aplicaciones de realidad aumentada,
en las que se sobrepone imágenes virtuales al mundo real. Para ello, utiliza las
capacidades de seguimiento de vídeo, con el fin de calcular, en tiempo real, la
posición de la cámara y la orientación relativa a la posición de los marcadores
físicos. Una vez que la posición de la cámara real se sabe, la cámara virtual se
pueden colocar en el mismo punto y modelos 3d son sobrepuestos exactamente
sobre el marcador real. Así ARToolKit resuelve dos de los principales problemas
en la realidad aumentada, el seguimiento de punto de vista y la interacción objeto
virtual.

ARToolKit fue desarrollado originalmente por Hirokazu Kato en 19992 y fue
publicado por el HIT Lab de la Universidad de Washington. Actualmente se
mantiene como un proyecto de código abierto alojado en SourceForge con
licencias comerciales disponibles en ARToolWorks. ARToolKit es un AR muy
utilizado seguimiento de la biblioteca con más de 160.000 descargas desde el año
2004.

Características:
Cámara de posición / seguimiento de la orientación.
Código de seguimiento que utiliza simples casillas negras.
Capacidad de utilizar cualquier patrón de marcadores cuadrados.
Cámara de código de calibración fácil.
Bastante rápido en tiempo real para aplicaciones de RA.
Gratuito y de código abierto.

1
http://es.wikipedia.org/wiki/ARToolKit

Herramienta 2. ATOMIC Authoring Tool2
ATOMIC Authoring Tool es una herramienta que permite la creación de
aplicaciones de realidad aumentada, desarrollada especialmente para no-
programadores.

Fue creado como un Front end (Interfaz gráfica) para usar la biblioteca ARToolKit
sin tener que saber programar.

La primera versión experimental de ATOMIC Authoring Tool fue desarrollada el 7
de septiembre del 2008 y la primera versión estable fue la 0.6 desarrollada el 6 de
marzo del 2009.

La principal motivación de ATOMIC es proporcionar a la comunidad una
herramienta de código abierto que se pueda modificar con facilidad y que no exija
demasiados conocimientos técnicos para acceder a la tecnología de la Realidad
aumentada.

Herramienta 3. BuildAr3
Para creación de Marcas y escenas de AR. BuildAR es una herramienta para la
construcción de escenas de realidad aumentada en cuestión de segundos, sin
necesidad de programación. Ofrece una vista de video en directo con los modelos
3D virtuales en las imágenes y los marcadores.

Sólo se tiene que imprimir el marcador y jugar con las coordenadas (Translation,
rotation, scale factor)

Los objetos tridimensionales son archivos IVE. Debido a que estas archivos tienen
una extensión poco usada es necesario utilizar un plug-ins para su desarrollo. En
este caso se puede usar 3ds Max 7 y su plug-in para exportar archivos en formato
ive.

2
http://es.wikipedia.org/wiki/ATOMIC_Web_Authoring_Tool
3
http://www.buildar.co.nz/ , http://diariowm.wordpress.com/2010/04/09/buildar/

También se puede usar Google Sketch Up para realizar los objetos en 3d y
exportarlos en IVE.

Herramienta 4. Ezflar4
http://www.ezflar.com/gen/
Ezflar s una aplicación web sencilla que permite al usuario experimentar con la
realidad aumentada con el propósito de que incluya esta tecnología en actividades
de carácter lúdico y educativo. A continuación, se explica paso a paso las
acciones que se han de realizar para preparar una actividad con realidad
aumentada.

En primer lugar se debe imprimir los cinco marcadores que ofrece la aplicación y
verificar que se tiene instalado Flash Player de Adobe Flash. Tras ello, se puede
acceder al generador de realidad aumentada „EZFlar‟. En él, se seleccionará de
los cinco marcadores el que se quiere utilizar y en “Select your file” se cargará
desde el ordenador el elemento que se desea aumentar. Éste puede estar en los
siguientes formatos: jpg, .gif, .png, .swf, .flv, .dae, .md2, .mp3 y se sugiere que su
peso promedio sea de 600 kb. Podemos elegir, por ejemplo, la imagen en .jpg de
una flor para utilizar este elemento aumentado en clase de Naturaleza y señalar
en él las distintas partes de una flor (estambres, pétalos, pistilo…).

Al subir a la aplicación el elemento, en “Title” se debe anotar el nombre que lo
identifica (en este caso puede ser “Flor”) y en “About this augmented reality” una
breve descripción del mismo (por ejemplo “imagen para observar las partes de una
flor”). Posteriormente, se debe hacer clic en el botón “Publish” para preparar el
elemento aumentado. Para poder visualizarlo habrá que activar la webcam del
ordenador y esperar que aparezca en pantalla el mensaje “Loading”. Cuando el
elemento haya sido reconocido, se debe colocar frente a la webcam el marcador
impreso que hayamos seleccionado al inicio de los cinco disponibles por „EZFlar‟.
Mientras visualizamos el objeto aumentado se genera automáticamente un enlace
que podrá facilitarse, junto al marcador correspondiente, a aquellas personas con
las que queramos compartir nuestra experiencia de realidad aumentada.
4
http://noticiasusodidactico.educared.org/blog/2012/04/10/primeros-pasos-hacia-la-realidad-aumentada-
con-ezflar/

2. Cuadro comparativo de las herramientas, para seleccionar la que será usada
en el proyecto tecnológico

Cuadro comparativo: Con aspectos tales como: aplicabilidad,
compatibilidad, licenciamiento, rendimiento y facilidad de uso.

Nombre Aplicabilidad Compatibilidad Licenciamiento Rendimiento Facilidad de
uso
Artoolkit Reconocimiento Sistemas Gratuito Bueno Requiere
de patrones operativos: Open Source conocimientos
Diseño SGI IRIX, (código avanzados en
Microsoft abierto) diseño de
Windows, Mac patrones y
OS X y sistemas manejo de
basados en imágenes.
Linux.
Recientemente
soporta a
Symbian,
iPhone, Android
y Windows
Phone para
aplicaciones
móbiles de AR.
ATOMIC Creación de Multi-plataforma Escrito en el Bueno Requiere
Authoring aplicaciones de lo que permite lenguaje de nociones
Tool RA que se pueda programación básicas de
usar en los Processing y diseño y
sistemas está licenciado manejo de
operativos bajo la imágenes. No
Microsoft Licencia GNU acepta los tipos
Windows, GPL de gráficas
Ubuntu y Mac básicas como
OS X jpg, gif, png.
BuildAr Creación de Multi-plataforma Ofrecen una Excelente la Sólo trabaja
escenas lo que permite versión versión objetos 3D con
completas en que se pueda gratuita (con Premium extensión IVE.
RA usar en los restricciones) Rendimiento
sistemas y una versión bajo con la
operativos Premium versión
Microsoft (completa) gratuita
Windows,
Ubuntu y Mac
OS X
Ezflar Creación de Multi- Gratuito Excelente No requiere
escenas. plataforma lo Open Source conocimientos
Creación de que permite (código de diseño o de
graficas que se pueda abierto) programación.

sencillas y usar en los Es intuitivo su
complejas: sistemas manejo.
Planos y en operativos Existen varios
3D. Microsoft tutoriales
Usom Windows, claros y
pedagógico y Ubuntu y Mac concretos.
educativo OS X Maneja todo
tipo de
archivos
gráficos y de
video

3. Selección de la herramienta

De acuerdo al cuadro anterior la herramienta que usaremos en el desarrollo de la
innovación es “ezflar”, debido a su aplicabilidad, licenciamiento, facilidad de uso y
rendimiento.

Instrumentos de evaluación
Rúbrica de evaluación

CRITERIOS NIVEL DE DESEMPEÑO
Totalmente Parcialmente No

Están realizando la actividad propuesta en el proyecto X

Lograron el objetivo propuesto para la actividad X

Trabajaron todos los integrantes del equipo X

Denotan apropiación de los temas y experiencias logradas X

Realizaron el respectivo informe de actividad X

Tienen evidencias acerca de la actividad X

Cumplieron el cronograma establecido para la actividad X

Obtuvieron los productos esperados X

TOTAL 8 0 0

EVALUACION Excelente
(Excelente, Sobresaliente, Aceptable, Insuficiente, Deficiente)

Resultados de evaluación
La evaluación se considera Excelente, por cuanto se alcanzaron totalmente los
ocho (8) criterios considerados en la rúbrica de evaluación.

Material de evidencia actas, fotos y videos

Consultas hechas en diferentes sitios web, identificados como oficiales y
confiables:

http://es.wikipedia.org/wiki/ARToolKit

http://es.wikipedia.org/wiki/ATOMIC_Web_Authoring_Tool

http://www.buildar.co.nz/

http://diariowm.wordpress.com/2010/04/09/buildar/

http://noticiasusodidactico.educared.org/blog/2012/04/10/primeros-pasos-hacia-la-
realidad-aumentada-con-ezflar/

Colocar fotos

2. Nombre de actividad: Realizar un sondeo con los docentes del área de
ciencias naturales e identificar sus preferencias y sugerencias.

Objetivo: Obtener información acerca de intereses y prioridades referentes a los
sistemas del cuerpo humano que se pretenden mostrar en el material.

Objetivo específico asociado: Establecer los componentes y partes de los
diferentes sistemas del cuerpo humano que se pretenden exponer.

Etapa: Identificar los sistemas del cuerpo humano que se pretenden abordar con
el material didáctico propuesto.

Metodología: Realizar un sondeo general, a manera de encuesta informal, con
varios profesores del área de ciencias naturales para poder identificar los
principales cinco sistemas del cuerpo humano que se abordarán en el material
didáctico basado en realidad aumentada.

El esquema de encuesta informal aplicada es el siguiente:

Profesor Institución Fecha Sistemas del Firma
cuerpo humano
sugeridos

Recursos: Se usaron recursos como computador, encuestas impresas, recursos
humanos: profesores del área de ciencias naturales de varias instituciones
educativas, incluyendo profesores del Colegio La Presentación Duitama.


Una vez aplicadas las encuestas informales, a manera de sondeo, se
seleccionaron los cinco (5) sistemas del cuerpo humano que se desarrollarán a
través de realidad aumentada, como material didáctico y proyecto tecnológico.

Dichos cinco sistemas seleccionados son:

- Sistema óseo
- Sistemas muscular
- Sistema circulatorio
- Sistema nervioso
- Sistema digestivo











TOTAL 8 0 0




Anexan encuestas diligenciadas y escaneadas en jpg.
Además fotos haciendo las encuestas.

3. Nombre de actividad: Capacitación en manejo de software para 3D

Objetivo: Aprender el manejo del software de realidad aumentada en donde se
montarán las imágenes en 3-D.

Objetivo específico asociado: Diseñar los modelos gráficos en 3D para cada uno
de las vistas seleccionadas.

Etapa: Identificar y manejar el software especializado para la creación de
imágenes en 3D.

Metodología: Recopilación bibliográfica de los diferentes programas para
creación de imágenes en 3D. Luego de ello realizar un cuadro comparativo de los
diferentes programas para seleccionar el que usaremos en el proyecto.

Este cuadro comparativo contiene los siguientes criterios:

Programa Licenciamiento Compatibilidad Manejo gráfico Facilidad de uso
(Costos)

Recursos: Se usaron recursos como computador, Internet, programas de diseño
de imágenes en 3D.


Acá colocan los diferentes programas que analizaron. Una descripción general de
cada uno.
Así..
Programa 1. Xxxx
Escriben la descripción general

Programa 2. yyy

Programa 3. zzzz











TOTAL 8 0 0




Anexan fotos de ustedes con las pantallas de varios de los programas.
Colocan los enlaces de web de cada herramienta.

4. Nombre de actividad: Capacitación en manejo de software para realidad
aumentada

Objetivo: Aprender el manejo del software de realidad aumentada en donde se
montarán las imágenes en 3-D.

Objetivo específico asociado: Diseñar los modelos gráficos en 3D para cada uno
de las vistas seleccionadas.

Etapa: Identificar y manejar el software especializado para la creación de las
láminas de realidad aumentada.

Metodología:
Capacitación en el manejo de la herramienta para creación de imágenes en
realidad aumentada, trabajada en dos partes:

- Primera parte: Orientación por parte de un experto en el manejo de la
herramienta ezflar, en su descarga, instalación y uso. Ejemplo básico de
aplicación. Ing. Pilar Alexandra Moreno.
- Segunda parte: Ejercitación y práctica autónoma e independiente en la
instalación, manejo y uso de la herramienta ezflar.

Recursos: Se usaron recursos como computador, Internet, papeleria, impresora,
cámara web, herramienta software ezflar, asesor experto.

Realizando la práctica, exploración y manejo de la herramienta de realidad
aumentada ezflar

Pasos para construir actividades con RA con ezflar
Sin necesidad de contar con conocimientos de programación podremos hacer
realidad aumentada acatando los siguientes pasos:

Paso 1
Acceder al generador de realidad aumentada EZFLAR disponible en este enlace:

http://www.ezflar.com/gen/

Paso 2
Seleccionar y preparar el elemento o recurso multimedia que será aumentado.
EZFLAR permite los siguientes formatos:

Imágenes: .jpg, .gif, .png.
Películas: .swf, .flv (formatos de Adobe Flash ®).
Modelos 3D: .dae, .md2.
Audio: .mp3

Seleccionamos como ejemplo una gráfica descargada de internet, de la célula
eucariota animal. Archivo: 621792.jpg, descargado de imágenes de google:

http://www.google.com.co/imgres?hl=es&client=firefox-a&sa=X&rls=org.mozilla:es-
AR:official&biw=1280&bih=670&tbm=isch&prmd=imvns&tbnid=r8nNese_JMmAxM:
&imgrefurl=http://www.icarito.cl/herramientas/despliegue/laminas/2009/12/376-
621792-3-celula-eucariota-
animal.shtml&docid=nyH9Zdqyd5nObM&imgurl=http://static.icarito.cl/200912/6217
92.jpg&w=600&h=668&ei=SHDET8C-Ksbp6QHT-
p3XCg&zoom=1&iact=hc&vpx=729&vpy=299&dur=3437&hovh=237&hovw=213&t
x=48&ty=262&sig=107912979187967336744&page=1&tbnh=135&tbnw=121&start
=0&ndsp=18&ved=1t:429,r:9,s:0,i:113

Observaciones importantes
EZFLAR recomienda utilizar elementos multimedia que no sobrepasen los
3000 Kb y sugieren -para obtener mejores resultados de carga- un peso
promedio -en los archivos- de 600 Kb.

Los nombres de los archivos de los elementos multimedia no deben
contener caracteres con tildes. Por ejemplo, deberá evitar nombres que
incluyan los siguientes caracteres & ç ã é á õ ó.
Los tipos de marcadores que podrá seleccionar por cada actividad de RA
que desee generar son los que aparecen en la figura 1.

Paso 3
Seleccionar el tipo de marcador que deseamos utilizar para la actividad.

Paso 4
Cargar el elemento multimedia desde nuestro PC

Paso 5

Introducir un título y una descripción sobre el elemento o recurso multimedia
aumentado.

.

Paso 6
Hacer clic en el botón Publish y estará disponible para mostrar nuestro recurso
aumentado.

Durante este paso es necesario activar la webcam. Para ello hacemos clic en el
botón Permitir del Flash Player. Como prueba de funcionamiento nos vemos en el
monitor del PC.

Paso 7

Imprimimos el marcador generado. Colocamos firmemente el marcador frente a la
webcam. Aparecerá el mensaje LOADING que nos advierte que está siendo
reconocido y cargado el recurso que vamos a aumentar.

Durante este paso generamos automáticamente el enlace que debemos distribuir
a quienes deseamos mostrar nuestro recurso aumentado. También lo podemos
imprimir

Y listo, prueba terminada y así hemos realizado otras pruebas con otro tipo de
imágenes y figuras.











TOTAL 8 0 0





Anexan fotos de ustedes con las pantallas de ezfler.
Anexar el marcador generado (la carita generada).
Una foto con la gráfica de la célula aumentada, a través de la cámara web y del
marcador impreso (una foto como la siguiente).

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