1. manual de usuario · o open: abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido salvado....

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1. MANUAL DE USUARIO En esta sección explicaremos de manera detallada cómo utilizar el software implementado en este proyecto. En primero lugar haremos una explicación de cómo funciona la operativa de manera genérica. Luego haremos un repaso por cada una de las funcionalidades de la aplicación. 1.1. Funcionamiento general El objetivo de este software es resolver problemas relacionados con el posicionamiento de guardias en un terreno poliédrico. Cómo se ha explicado con anterioridad, en lo que concierna a la resolución de este tipo de problemas, se puede partir de una representación del terreno consistente en la proyección de este terreno sobre un plano. La resultante de proyectar el terreno sobre un plano es un grafo triangulado. Por tanto, el primer paso para poder resolver los diferentes problemas de posicionamiento de guardias es partir de un grafo triangulado. Una vez generado el grafo triangulado, el usuario podrá la problemática de posicionamiento de guardias sobre él. La operativa genérica del software implementado es la siguiente: 1. Añadir, mover y eliminar puntos. El usuario podrá generar una nube de puntos manualmente o podrá generar una de una manera aleatoria, simplemente suministrando a la aplicación el número de puntos que se quieren generar. 2. Partiendo de esa nube de puntos el usuario podrá realizar un grafo triangulado, eligiendo uno de los siguientes algoritmos de triangulación: a. Algoritmo de Greedy b. Algoritmo de Dalaunay c. Algoritmo de Capas d. Algoritmo Incremental 3. Una vez obtenido el grafo triangulado, el usuario podrá resolver cada uno de los siguientes problemas de posicionamiento de guardias, que a su vez se corresponden con funcionalidades de la aplicación: a. Posicionar un guardia de vértice y visualizar cuales de los triángulos del grafo están vigilados. b. Buscar un posicionamiento de guardias vértice que garantice que todos los triángulos del grafo triangulado están vigilados mediante una estrategia de Greedy.

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Page 1: 1. MANUAL DE USUARIO · o Open: Abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido salvado. o Save: Salvar el estado actual del área de representación gráfica en un fichero

1. MANUAL DE USUARIO

En esta sección explicaremos de manera detallada cómo utilizar el software

implementado en este proyecto. En primero lugar haremos una explicación de cómo

funciona la operativa de manera genérica. Luego haremos un repaso por cada una de

las funcionalidades de la aplicación.

1.1. Funcionamiento general

El objetivo de este software es resolver problemas relacionados con el

posicionamiento de guardias en un terreno poliédrico. Cómo se ha explicado con

anterioridad, en lo que concierna a la resolución de este tipo de problemas, se puede

partir de una representación del terreno consistente en la proyección de este terreno

sobre un plano. La resultante de proyectar el terreno sobre un plano es un grafo

triangulado.

Por tanto, el primer paso para poder resolver los diferentes problemas de

posicionamiento de guardias es partir de un grafo triangulado. Una vez generado el

grafo triangulado, el usuario podrá la problemática de posicionamiento de guardias

sobre él.

La operativa genérica del software implementado es la siguiente:

1. Añadir, mover y eliminar puntos. El usuario podrá generar una nube de

puntos manualmente o podrá generar una de una manera aleatoria,

simplemente suministrando a la aplicación el número de puntos que se

quieren generar.

2. Partiendo de esa nube de puntos el usuario podrá realizar un grafo

triangulado, eligiendo uno de los siguientes algoritmos de triangulación:

a. Algoritmo de Greedy

b. Algoritmo de Dalaunay

c. Algoritmo de Capas

d. Algoritmo Incremental

3. Una vez obtenido el grafo triangulado, el usuario podrá resolver cada uno

de los siguientes problemas de posicionamiento de guardias, que a su vez se

corresponden con funcionalidades de la aplicación:

a. Posicionar un guardia de vértice y visualizar cuales de los triángulos

del grafo están vigilados.

b. Buscar un posicionamiento de guardias vértice que garantice que

todos los triángulos del grafo triangulado están vigilados mediante

una estrategia de Greedy.

Page 2: 1. MANUAL DE USUARIO · o Open: Abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido salvado. o Save: Salvar el estado actual del área de representación gráfica en un fichero

c. Buscar un posicionamiento de guardias arista que garantice que

todos los triángulos del grafo triangulado estén vigilados.

d. Buscar un posicionamiento de guardias aristas abiertos que

garantice que todos los triángulos del grafo triangulado estén

vigilados.

e. Permitir el posicionamiento manual de los guardias abiertos. El

software irá informando según se vayan posicionamientos, que

triángulos están vigilados, mostrándolos de diferente color. También

indicará el número de triángulos que faltan por vigilar.

1.2. Interfaz de usuario

En esta sección se va a describir el interfaz de usuario. En que áreas se compone y se

explicará en detalle que acciones se pueden iniciar desde cada parte de cada área.

El interfaz de usuario se puede dividir en cinco zonas:

• Menús verticales

• Barra de operaciones

• Área de representación gráfica

• Barra informativa

• Consola informativa

FIGURA 1 - INTERFAZ DE USUARIO

Page 3: 1. MANUAL DE USUARIO · o Open: Abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido salvado. o Save: Salvar el estado actual del área de representación gráfica en un fichero

Menús verticales:

Es una barra de menús verticales que contiene los siguientes elementos:

• File: Opciones relativas a ficheros

o New: Reiniciar el área de representación gráfica

o Open: Abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido

salvado.

o Save: Salvar el estado actual del área de representación gráfica en

un fichero.

• Help: Información sobre la aplicación

o User’s manual: Visualiza este manual en una versión HTML.

o About…: Información sobre la versión y el estado de la aplicación.

Barra de operaciones

FIGURA 2 - IU - BARRA DE OPERACIONES

En la barra de operaciones el usuario puede usar todas las acciones disponibles en la

aplicación. La barra de operaciones se divide en cuatro áreas intercaladas por

separadores. Las cuatro áreas a las que nos referimos son las siguientes:

• Opciones de fichero: Son las mismas opciones que pueden ser accionadas

desde el menú vertical:

o Icono nuevo: Al accionarlo se reinicia el área de representación

gráfica

o Icono abrir: Al accionarlo se abre un fichero de la aplicación que

previamente ha sido salvado.

o Icono guardar: Al accionarlo se salva el estado actual del área de

representación gráfica en un fichero.

• Opciones de vértices: Es un conjunto de icono que representan una serie de

acciones que el usuario puede utilizar para crear, seleccionar y borrar

vértices.

o Icono añadir vértice: Cambia la herramienta que esta seleccionada y

que se acciona mediante el ratón. La herramienta seleccionada es

añadir vértice. Se añadirá un vértice a cada clic del ratón.

Page 4: 1. MANUAL DE USUARIO · o Open: Abrir un fichero de la aplicación que previamente ha sido salvado. o Save: Salvar el estado actual del área de representación gráfica en un fichero

o Icono vértices aleatorios: Permite al usuario crear un conjunto de

vértices o nube de puntos aleatorios. El usuario tiene que

seleccionar el número de vértices que quiere generar

aleatoriamente.

o Icono eliminar vértice: Al accionarlo se elimina el vértice que esté

seleccionado en ese momento.

o Icono seleccionar vértice: Cambia la herramienta que está

seleccionada y que se acciona mediante el ratón. La herramienta

seleccionada es seleccionar vértice. Se seleccionará el vértice

cuando se haga clic sobre el que esté situado el puntero.

• Opciones de triangulaciones: Es un conjunto de iconos que representan una

serie de acciones para realizar triangulaciones con el conjunto de vértices

que hay creados en el área de representación gráfica.

o Icono triangulación Incremental: Realiza una triangulación

siguiendo el algoritmo de triangulación Incremental. Previamente el

usuario debe haber generado al menos tres vértices.

o Icono triangulación Delaunay: Realiza una triangulación siguiendo el

algoritmo de triangulación Delaunay. Previamente el usuario debe

haber generado al menos tres vértices.

o Icono triangulación “greedy”: Realiza una triangulación siguiendo el

algoritmo de triangulación “greedy”. Previamente el usuario debe

haber generado al menos tres vértices.

o Icono triangulación por Capas: Realiza una triangulación siguiendo

el algoritmo de triangulación por Capas. Previamente el usuario

debe haber generado al menos tres vértices.

• Opciones de operaciones de búsqueda de guardias: Es una lista

seleccionable con las operaciones de búsqueda de guardias que el usuario

puede hacer sobre las triangulaciones. Para que este seleccionable se visible

se tiene que cumplir la precondición de que exista una triangulación.

o Añadir guardia en vértice: Se añade un guardia en el vértice

seleccionado. Por otro lado, se colorean los triángulos que están

vigilados. Se cambia la herramienta seleccionada a una nueva

herramienta que surge mientras esta opción esta seleccionada. Esta

herramienta está representada por un nuevo botón que “Añadir

Guardia”. Mientras esta herramienta esté seleccionada, el usuario

con el ratón podrá cambiar al guardia de vértice.

o Calcular guardias vértice: Posiciona en la triangulación los guardias

vértice necesarios para que todos los triángulos estén vigilados.

o Calcular guardias arista: Posiciona en la triangulación los guardias

arista necesarios para vigilar todos los triángulos.

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o Calcular guardias arista abiertos: Posiciona en la triangulación los

guardias arista abiertos necesarios para vigilar todos los triángulos.

o Calcular guardias arista abiertos manual: Permite al usuario ir

posicionando guardias arista abiertos manualmente. Se cambia la

herramienta seleccionada a una nueva herramienta que está

disponible mientras esta acción esta seleccionada. Esta herramienta

está representada por un nuevo botón “Añadir Guardia Arista”.

Área de representación gráfica

Es el área donde se visualizan las acciones que va tomando el usuario. En ella el

usuario puede:

• Agregar nuevos vértices

• Mover los vértices de ubicación.

• Seleccionar vértices

• Eliminar vértices

• Visualizar las triangulaciones

• Visualizar las operaciones de búsqueda de guardias

Barra informativa

La barra informativa consta a su vez de otras dos zonas.

• Una zona, alineada a la izquierda, donde informa sobre la herramienta que

esta seleccionada. También informa sobre la posición del vértice que está

seleccionado.

• Otra zona, alineada a la derecha, que informa sobre la posición actual del

puntero del ratón.

Consola informativa

La consola informativa es una ventana donde la aplicación mostrara un detalle

descriptivo de cada una de las operaciones realizadas. En concreto dará el detalle de:

• Los vértices existentes

• Las aristas existentes

• Los triángulos existentes en las triangulaciones

• Los guardias existentes en las triangulaciones

• El número de triángulos vigilados por los guardias

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FIGURA 3 - OPERATIVAS - CONSOLA INFORMATIVA

La consola informativa aparecerá automáticamente siempre y cuando se visualicen

nuevos mensajes.

1.3. Descripción de las diferentes operativas

En esta sección se van a describir cada una de las operativas disponibles en el software

implementado. La descripción consistirá en una guía de los pasos que tiene que ir

ejecutando el usuario para llevar a cabo la operativa.

Generar una nube de puntos o vértices

Existen dos maneras de generar una nube de puntos. Se puede hacer manualmente

posicionando cada vértice arbitrariamente con el puntero del ratón o

automáticamente. De manera automática, el usuario tan sólo tiene que elegir el

número de vértices a posicionar y esto se posicionarán en una posición aleatoria.

Posicionamiento manual:

• En primer lugar, elegir la herramienta “Añadir vértice”.

FIGURA 4 - OPERATIVAS - AGREGAR VÉRTICE

• El puntero del ratón adoptará la forma de una cruz. El usuario podrá elegir

arbitrariamente en que posición agregar el vértice, posicionando el puntero

del ratón en el lugar elegido del área de representación gráfica. En la parte

derecha de la barra de información, serán visibles las coordenadas donde

está situado el puntero del ratón. El usuario puede añadir tantos vértices

cómo considere necesario.

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FIGURA 5 - OPERATIVAS - POSICIONAR VÉRTICES

Seleccionar vértices:

• En primer lugar, se debe cambiar la herramienta seleccionada a

“Seleccionar vértice”.

FIGURA 6 - OPERATIVA - HERRAMIENTA SELECCIONAR VÉRTICE

• El puntero del ratón adoptará la forma de una flecha. El usuario elegir el

vértice a seleccionar posicionando el ratón sobre él y haciendo clic izquierdo

lo seleccionará. Visualmente aparecerá una circunferencia azul alrededor

del vértice y en la barra informativa en la parte izquierda, aparecerán las

coordenadas del vértice seleccionado.

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FIGURA 7 - OPERATIVAS - VÉRTICE SELECCIONADO

Eliminar y mover un vértice:

• Primero el usuario debe tener seleccionado un vértice. Una vez

seleccionado el vértice pulsamos en el icono eliminar vértice y este se

elimina.

FIGURA 8 - OPERATIVAS - ELIMINAR VÉRTICE

• Una vez seleccionado el vértice también es posible moverlo a otra posición.

El usuario deberá hacer un clic prolongado y arrastrar el vértice

arbitrariamente donde quiera.

Generar un grafo triangulado

Es prerrequisito para iniciar esta operativa que al menos haya 3 vértices en el área de

representación gráfica. Si se pulsa sobre alguno de los iconos de triangulación sin

haber posicionado un mínimo de tres vértices, se visualizará un mensaje advirtiéndolo.

FIGURA 9 - OPERATIVAS - MÍNIMO DE VÉRTICES

Una vez que el usuario ha generado una nube de puntos ya es posible iniciar la

operativa de generar un grafo triangulado. Existen 4 operativas que generan grafos

triangulados siguiendo 4 algoritmos diferentes. Para iniciar estas operativas:

• Triangulación Incremental

• Triangulación Delaunay

• Triangulación “greedy”

• Triangulación por capas

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FIGURA 10 - OPERATIVAS - TRIANGULACIÓN INCREMENTAL

FIGURA 11 - OPERATIVAS - TRIANGULACIÓN DELAUNAY

FIGURA 12 - OPERATIVAS - TRIANGULACIÓN “GREEDY”

FIGURA 13 - OPERATIVAS - TRIANGULACIÓN POR CAPAS

• Una vez seleccionada la triangulación a realizar con una nube de puntos en

el área de representación gráfica, la aplicación realizará el algoritmo

correspondiente y visualizará la representación de la triangulación.

FIGURA 14 - OPERATIVAS - TRIANGULACIÓN GENERADA

Modificar una triangulación

Las triangulaciones pueden ser modificadas en tiempo real. Esto significa varias cosas.

Una es que el usuario puede cambiar el algoritmo con el cual realizar la triangulación, y

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la aplicación automáticamente redibujará el grafo triangulado, utilizando este

algoritmo. Por otro lado, el usuario podrá seguir modificando la nube de puntos en la

que está basada la triangulación, borrando o añadiendo vértices, y el grafo triangulado

se recalculará utilizando el algoritmo seleccionado.

Añadir guardia en vértice

El usuario previamente a iniciar esta operativa tiene que haber generado un grafo

triangulado. Una vez hecho esto, el usuario tendrá disponible una lista seleccionable

en el interfaz, las opciones de operaciones de búsqueda de guardias. El usuario podrá

seleccionar la operación de búsqueda de guardias que quiera realizar.

• El usuario selecciona la operativa “Añadir guardia en vértice”

• La aplicación posicionara un guardia en el vértice que esté seleccionado.

• La aplicación mostrará un nuevo botón que permitirá elegir una nueva

herramienta “Añadir guardia” que estará seleccionada por defecto.

Mientras esta herramienta esté seleccionada el usuario podrá modificar la

ubicación del guardia.

• Al posicionar el guardia, la aplicación mostrará que triángulos son los

vigilados rellenando su fondo.

FIGURA 15 - OPERATIVAS - AÑADIR GUARDIA EN VÉRTICE

El usuario podrá cambiar la herramienta si lo desea a “seleccionar vértice” o “añadir

vértice”. Por lo tanto, podrá modificar la triangulación existente, la cual se recalculará

automáticamente adicionalmente se recalculará los triángulos vigilados por el guardia.

Calcular guardias en vértice

El usuario previamente a iniciar esta operativa tiene que haber generado un grafo

triangulado. Una vez hecho esto, el usuario tendrá disponible una lista seleccionable

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en el interfaz, las opciones de operaciones de búsqueda de guardias. El usuario podrá

seleccionar la operación de búsqueda de guardias que quiera realizar.

• El usuario selecciona la operativa “Calcular guardia vértice”.

• La aplicación calculará los guardias vértices necesarios para vigilar el grafo

triangulado y los representará como puntos rojos gruesos.

FIGURA 16 - OPERATIVAS - CALCULAR GUARDIAS VÉRTICES

El usuario podrá cambiar la herramienta si lo desea a “seleccionar vértice” o “añadir

vértice”. Por lo tanto, podrá modificar la triangulación existente, la cual se recalculará

automáticamente adicionalmente se recalculará los guardias necesarios para vigilar

todo el grafo triangulado.

Calcular guardias arista

El usuario previamente a iniciar esta operativa tiene que haber generado un grafo

triangulado. Una vez hecho esto, el usuario tendrá disponible una lista seleccionable

en el interfaz, las opciones de operaciones de búsqueda de guardias. El usuario podrá

seleccionar la operación de búsqueda de guardias que quiera realizar.

• El usuario selecciona la operativa “Calcular guardia arista”.

• La aplicación calcula los guardias arista necesarios para vigilar el grafo

triangulado y lo muestra representándolo como dos aristas rojas con un

grosor mayor al resto de aristas

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FIGURA 17 - OPERATIVAS - CALCULAR GUARDIAS ARISTAS

El usuario podrá cambiar la herramienta si lo desea a “seleccionar vértice” o “añadir

vértice”. Por lo tanto, podrá modificar la triangulación existente, la cual se recalculará

automáticamente adicionalmente se recalculará los guardias necesarios para vigilar

todo el grafo triangulado.

Calcular guardias arista abierto

El usuario previamente a iniciar esta operativa tiene que haber generado un grafo

triangulado. Una vez hecho esto, el usuario tendrá disponible una lista seleccionable

en el interfaz, las opciones de operaciones de búsqueda de guardias. El usuario podrá

seleccionar la operación de búsqueda de guardias que quiera realizar.

• El usuario selecciona la operativa “calcular guardias arista abierto”

• La aplicación calcula los guardias aristas abiertos necesarios para vigilar la

totalidad del grafo triangulado. Lo muestra representándolo como dos

aristas rojas con un grosor mayor al resto de aristas

FIGURA 18 – OPERATIVAS- CALCULAR GUARDIAS ARISTAS ABIERTO

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El usuario podrá cambiar la herramienta si lo desea a “seleccionar vértice” o “añadir

vértice”. Por lo tanto, podrá modificar la triangulación existente, la cual se recalculará

automáticamente adicionalmente se recalculará los guardias necesarios para vigilar

todo el grafo triangulado.

Calcular guardias arista abierto manual

El usuario previamente a iniciar esta operativa tiene que haber generado un grafo

triangulado. Una vez hecho esto, el usuario tendrá disponible una lista seleccionable

en el interfaz, las opciones de operaciones de búsqueda de guardias. El usuario podrá

seleccionar la operación de búsqueda de guardias que quiera realizar.

• El usuario selecciona la operativa “Calcular guardias aristas abierto manual”

• La aplicación mostrará un nuevo botón que permitirá elegir una nueva

herramienta “Añadir guardia arista” que estará seleccionada por defecto.

Mientras esta herramienta esté seleccionada el usuario podrá añadir

nuevos guardias o quitarlos haciendo clic en la arista que él quiera.

• Al posicionar el guardia, la aplicación mostrará que triángulos son los

vigilados rellenando su fondo.

FIGURA 19 - OPERATIVAS - CALCULAR GUARDIAS ARISTA MANUAL

La consola informativa mostrará la información relativa a los triángulos vigilados. Este

es un ejemplo:

Triángulos de la triangulación:

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Triángulo 1 [ 295 : 164 ] [ 196 : 276 ] [ 272 : 113 ]

Triángulo 2 [ 295 : 164 ] [ 518 : 57 ] [ 272 : 113 ]

Triángulo 3 [ 196 : 276 ] [ 386 : 370 ] [ 295 : 164 ]

Triángulo 4 [ 461 : 316 ] [ 386 : 370 ] [ 295 : 164 ]

Triángulo 5 [ 461 : 316 ] [ 518 : 57 ] [ 295 : 164 ]

Triángulo 6 [ 461 : 316 ] [ 510 : 412 ] [ 386 : 370 ]

Triángulo 7 [ 510 : 412 ] [ 518 : 57 ] [ 461 : 316 ]

Número de guardias arista abierta: 2

Guardias colocados en las aristas:

Guardia arista 1 [ 295 : 164 ] [ 461 : 316 ]

Guardia arista 2 [ 196 : 276 ] [ 295 : 164 ]

Número de triángulo vigilados: 4

Triángulo 1 [ 461 : 316 ] [ 386 : 370 ] [ 295 : 164 ]

Triángulo 2 [ 461 : 316 ] [ 518 : 57 ] [ 295 : 164 ]

Triángulo 3 [ 295 : 164 ] [ 196 : 276 ] [ 272 : 113 ]

Triángulo 4 [ 196 : 276 ] [ 386 : 370 ] [ 295 : 164 ]

No todos los triángulos están vigilados. Faltan 3 por vigilar

El usuario podrá cambiar la herramienta si lo desea a “seleccionar vértice” o “añadir

vértice” y modificar la triangulación existente, la cual se recalculará automáticamente.

Adicionalmente se recalculará los guardias necesarios para vigilar todo el grafo

triangulado.

Reiniciar el área de representación gráfica

El usuario puede reiniciar el área de representación gráfica. Al hacer esto

desaparecerán todas las representaciones gráficas y por tanto todos los guardias de los

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grafos triangulados, todas las triangulaciones y todas las nubes de puntos (conjunto de

vértices).

En resumen, el área quedará totalmente en blanco para que el usuario comience de

nuevo a generar una nueva nube de puntos.

Para realizar esta acción el usuario debe activar el icono “Nuevo”.

FIGURA 20 - OPERATIVAS - REINICIAR