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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO
ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL
BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA
ASIGNATURA DE CIENCIAS NATURALES
DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA
DE LA UNIDAD EDUCATIVA SAN
IGNACIO DE LOYOLA
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
AUTOR:
FANNY MARÍA MIELES PARRA
TUTOR:
LSI. JENNY ALEXANDRA ORTIZ ZAMBRANO, MSc.
GUAYAQUIL-ECUADOR
2018
II
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TÍTULO: “ DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA DE CIENCIAS NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA”
AUTOR:
Fanny María Mieles Parra
TUTOR: LSI. Jenny Alexandra Ortiz Zambrano, MSc.
REVISOR: Ing. Fernando Castro Aguilar, Ph.D (c)
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Ciencias Matemáticas
y Físicas
CARRERA: Ingeniería en Sistemas Computacionales
FECHA DE PUBLICACIÓN: Marzo del 2018 N° DE PÁGS.: 180
ÁREA TÉMATICA: Desarrollo de Prototipo de Software
PALABRA CLAVES: Realidad Virtual, Educación, Aprendizaje, Unreal Engine, Google VR en Unreal, Beneficios de la Realidad Virtual al sector educativo.
RESUMEN: La presente propuesta es el desarrollo de un prototipo de herramienta de apoyo académico que simula el ciclo de vida vegetal basado en Realidad Virtual para la asignatura Ciencias Naturales del 5to Año de Educación Básica en la que tiene como objetivo determinar la viabilidad de su uso como herramienta interactiva en el sector educativo, así como su aplicación para contribuir en la enseñanza de los estudiantes y reducir las dificultades de aprender temas académicos abstractos,
dejando una base para futuros desarrolladores.
N° DE REGISTRO (en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN: N°
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTO PDF:
SI X
NO
CONTACTO CON AUTOR:
Fanny Mieles Parra
Teléfono:
0960769295
E-mail:
CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN: Uiversidad de Guayaquil Carrera Ingenería en Sistemas Computacionales Víctor Manuel Rendón 429 entre Baquerizo Moreno y Córdova
Nombre: Ab. Juan Chávez Atocha Teléfono: 2307729 E-mail: [email protected]
III
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DESARROLLO DE
PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO ACADEMICO QUE
SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO EN REALIDAD
VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA DE CIENCIAS NATURALES DEL
5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA SAN
IGNACIO DE LOYOLA “ elaborado por la Srta. MIELES
PARRA FANNY MARÍA, Alumna no titulado de la Carrera de Ingeniería
en Sistemas Computacionales, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
de la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de
Ingeniero en Sistemas, me permito declarar que luego de haber orientado,
estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente
LSI. Jenny Alexandra Ortiz Zambrano, MSc.
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico la elaboración de este
proyecto de titulación y toda mi
carrera universitaria a Dios por ser mi
guía y pilar fundamental en este
camino dándome las fuerzas
necesarias día tras día seguir
adelante luchando y rompiendo
obstáculos que se presente en el
diario vivir.
A mi mamita María que desde el cielo
me cuida y me ayuda a seguir
adelante, a mis padres por ser ellos mi
apoyo fundamental y estar conmigo
en todo momento, a mi hermano y
familiares que me animaron para
conseguir esta anhelada meta.
V
AGRADECIMIENTO
En primer lugar y especial a Dios,
Jehová, mi Señor y Dios, por
ayudarme y enseñarme a seguir
luchando cada día por cumplir mis
metas, fortaleciéndome con su Santo
Espíritu, dándome a entender que
siempre puedo contar con Él, para
cualquier reto que se cruce en mi
camino.
A mis padres por inculcarme lo
fundamental de tener una profesión e
iniciar un desafío para alcanzar las
metas. A los docentes que me
formaron durante todos estos años
de estudio. Y no podía dejarte de
agradecer a ti, Lobsang Maldonado
porque sé que este reto es tan
especial para ti como para mí.
VI
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.
DECANO DE LA FACULTAD
CIENCIAS MATEMATICAS Y
FISICAS
Ing. Abel Alarcón Salvatierra, Mgs.
DIRECTOR DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
Ing. Fernando Castro Aguilar, Ph. D (c)
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA
TRIBUNAL
Ing. Cristian Tomalá Mazzini, Mgs.
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA
TRIBUNAL
LSI. Jenny Alexandra Ortiz Zambrano, MSc.
PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.
SECRETARIO
VII
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del
contenido de este Proyecto de
Titulación, me corresponden
exclusivamente; y el patrimonio
intelectual de la misma a la
UNIVERSIDAD DE
GUAYAQUIL”.
MIELES PARRA FANNY MARÍA
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE
APOYO ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA
VEGETAL BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA
ASIGNATURA DE CIENCIAS NATURALES DEL
5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA
DE LA UNIDAD EDUCATIVA SAN
IGNACIO DE LOYOLA
Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de
INGENIERO en SISTEMAS COMPUTACIONALES
Autor/a: MIELES PARRA FANNY MARÍA
C.I.0940651045 Tutor/a: LSI. JENNY ORTIZ ZAMBRANO, MSc
Guayaquil, Marzo 2018.
IX
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo
Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil.
CERTIFICO:
Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por
el/la estudiante MIELES PARRA FANNY MARÍA, como requisito previo
para optar por el título de Ingeniero en Sistemas Computacionales cuyo
problema es:
DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO
ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO EN
REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA DE CIENCIAS
NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD
EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
MIELES PARRA FANNY MARÍA C.I. 0940651045
Tutor: LSI. JENNY ORTIZ ZAMBRANO, MSc
Guayaquil, Marzo 2018
X
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE PROYECTO DE
TITULACIÓN EN FORMATO DIGITAL
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: FANNY MARÍA MIELES PARRA
Dirección: COOP. REINALDO QUIÑONEZ Mz. 2227 Solar. 4
Teléfono: 0960769295 E-mail: [email protected]
Facultad: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Carrera: INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
Proyecto de titulación al que opta: DESARROLLO DE PROTOTIPO DE SOFTWARE
Profesor tutor: LSI. JENNY ALEXANDRA ORTIZ ZAMBRANO, MSc.
Título del Proyecto de titulación: “DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA CIENCIAS NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA”
Tema del Proyecto de Titulación: REALIDAD VIRTUAL, EDUCACIÓN, APRENDIZAJE, UNREAL ENGINE, GOOGLE VR EN UNREAL, BENEFICIOS DE LA REALIDAD VIRTUAL AL SECTOR EDUCATIVO.
XI
2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto
de Titulación
A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de
Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la
versión electrónica de este Proyecto de titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata X Después de 1 año
Firma Alumno:
FANNY MARÍA MIELES PARRA
3. Forma de envío:
El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word,
como archivo .Doc. O .RTF y. Puf para PC. Las imágenes que la
acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.
DVDROM X CDROM
XII
ÍNDICE GENERAL
APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................. III
DEDICATORIA .................................................................................... IV
AGRADECIMIENTO ............................................................................. V
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN .......................................... VI
DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................ VII
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ................................. IX
ÍNDICE GENERAL .............................................................................. XII
INDICE DE CUADRO ......................................................................... XVI
INTRODUCCIÓN ................................................................................. 21
Situación Conflicto Nudos Críticos ............................................ 27
Causas y Consecuencias del Problema..................................... 28
Delimitación del Problema .......................................................... 30
Formulación del Problema .......................................................... 30
Evaluación del Problema ............................................................ 31
OBJETIVOS .................................................................................. 32
Objetivo General ............................................................................ 32
Objetivos Específicos .................................................................... 33
ALCANCE DEL PROBLEMA ........................................................ 33
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA .............................................. 33
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN ......................................... 35
KANBAN........................................................................................ 36
Supuestos .................................................................................... 39
Restricciones ............................................................................... 39
Plan de Calidad ............................................................................ 40
CAPÍTULO II ........................................................................................ 41
Antecedentes del Estudio ........................................................... 41
Fundamentación Teórica ............................................................ 42
EDUCACIÓN ................................................................................. 44
EDUCACIÓN INCLUSIVA ............................................................. 46
XIII
ENSEÑANZA ................................................................................ 47
APRENDIZAJE .............................................................................. 48
REALIDAD VIRTUAL (VR) ............................................................ 49
APLICACIONES DE LA REALIDAD VIRTUAL .............................. 53
REALIDAD VIRTUAL EN LA EDUCACIÓN ................................... 54
REALIDAD VIRTUAL Y LOS BENEFICIOS EN EL SECTOR EDUCATIVO ................................................................................. 55
TIEMPO DE ESTUDIO .................................................................. 56
CVS ............................................................................................... 59
SUBVERSIÓN (SVN TORTOISE) ................................................. 60
EQUIPO DE TRABAJO ................................................................. 61
EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA REALIDAD VIRTUAL .............. 64
CONTROLES DE MOVIMIENTO .................................................. 64
CASCO CON VISOR O HDM ........................................................ 65
EQUIPOS DE REALIDAD VIRTUAL DE ALTA GAMA................... 66
EQUIPOS DE REALIDAD VIRTUAL MÓVIL .................................. 67
GRAPHICS ENGINE (ENTORNOS DE TRABAJO) ....................... 68
FORMATOS DE ASSETS ............................................................. 69
UNREAL ENGINE ......................................................................... 71
NIVEL (LEVEL UNREAL ENGINE) ................................................ 72
ACTOR .......................................................................................... 73
HERRAMIENTAS Y EDITOR ........................................................ 73
EDITOR DE NIVELES ................................................................... 74
EDITOR DE MATERIALES............................................................ 75
EDITOR DE BLUEPRINTS ........................................................... 76
BLUEPRINTS ................................................................................ 82
GOOGLE VR EN UNREAL ............................................................ 84
CARDBOARD................................................................................ 86
VR PERFORMANCE FEATURES ................................................. 89
BLENDER ..................................................................................... 95
VISUAL STUDIO ........................................................................... 96
AUDICITY ...................................................................................... 96
FUNDAMENTACIÓN LEGAL .............................................................. 97
XIV
PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ............................ 104
DEFINICIONES CONCEPTUALES ............................................. 104
CAPÍTULO III ..................................................................................... 106
PROPUESTA TECNOLÓGICA ................................................... 106
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD .................................................... 106
FACTIBILIDAD OPERACIONAL .................................................. 106
FACTIBILIDAD TÉCNICA ............................................................ 107
FACTIBILIDAD LEGAL ................................................................ 108
FACTIBILIDAD ECONÓMICA ..................................................... 109
PROGRAMACIÓN DE VIABILIDAD ............................................ 110
ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO .................. 111
KANBAN...................................................................................... 111
CICLO DE VIDA DE UN PROTOTIPO ........................................ 112
Entregables del Proyecto .......................................................... 124
Criterios de Validación de la Propuesta................................... 124
Plantear los casos de prueba ................................................... 125
TEST A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE LOYOLA”. ................................................................................... 131
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL TEST REALIZADOS A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE LOYOLA”. ............ 132
ENCUESTA A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE LOYOLA”. ............................................................. 133
POBLACIÓN ............................................................................... 133
INSTRUMENTO DE LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN...... 133
ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS .................. 133
PREGUNTA N° 1 ......................................................................... 134
PREGUNTA N° 2 ......................................................................... 135
PREGUNTA N° 3 ......................................................................... 136
PREGUNTA N° 4 ......................................................................... 137
PREGUNTA N° 5 ......................................................................... 138
XV
Entrevista a Expertos en la Educación .................................... 139
VALIDACION DE LA PROPUESTA ............................................ 140
VALIDACION DE LA PROPUESTA ............................................ 142
CAPITULO IV ..................................................................................... 143
Criterios de aceptación del producto o Servicio ..................... 143
Informe de aceptación y aprobación con respecto a la Interfaz de Usuario del Prototipo de herramienta de apoyo académico basado en Realidad Virtual ....................................................... 143
Informe de aceptación y aprobación con respecto la interacción del estudiante dentro del entorno virtual ............. 145
Informe de aseguramiento de la calidad para productos de SOFTWARE/HARDWARE .......................................................... 147
Establecer mecanismo de control ............................................ 148
Definir métodos para corrección .............................................. 149
Medidas, métricas e indicadores .............................................. 150
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................... 151
CONCLUSIONES ........................................................................ 151
RECOMENDACIONES ............................................................... 153
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................. 154
ANEXOS ............................................................................................ 161
FOTOGRAFÍA DE PRUEBA DEL PROTOTIPO ......................... 161
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL PROYECTO POR LA RECTORA DE LA U. E. S. I. L ...................................................................... 162
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL PROYECTO POR LA DOCENTE DEL 5TO AÑO EDUCACIÓN BÁSICA DE LA U. E. S. I. L ......... 163
ENTREVISTA A LA RECTORA DE LA U.E.S.I.L ....................... 164
VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA ............................................ 166
CARTA DE VALIDACIÓN DEL PROYECTO .............................. 168
CARTA DE VALIDACIÓN DEL DESARROLLO DEL PROYECTO .................................................................................................... 169
ENCUESTA REALIZADA A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO A.B DE LA U.E.S.I.L .......................................................................... 170
XVI
INDICE DE CUADRO
Cuadro N. 1 : Causas y Consecuencias del Problema ........................................ 29
Cuadro N. 2 : Delimitación del Problema ............................................................. 30
Cuadro N. 3 : Funcionalidades de Kanban .......................................................... 36
Cuadro N. 4 : Ventajas de la Metodología Kanban .............................................. 38
Cuadro N. 5 : Relación de las Técnicas de Enseñanza con VR .......................... 51
Cuadro N. 6 : Estilos de Aprendizaje con Realidad Virtual .................................. 52
Cuadro N. 7 : Softwares utilizados para creaciones de aplicaciones de Realidad
Virtual .................................................................................................................... 62
Cuadro N. 8 : Requisitos de Pc para Realidad Virtual ......................................... 67
Cuadro N. 9 : Tipos de Smartphone compatible con Visores VR ........................ 68
Cuadro N. 10 : Subsistemas de los Motores Gráficos ......................................... 69
Cuadro N. 11 : Pro y Contra de Unreal Engine .................................................... 71
Cuadro N. 12 : Métodos o Técnicas para el mejor rendimiento en los Draw calls
............................................................................................................................... 81
Cuadro N. 13 : Características de Materiales ...................................................... 83
Cuadro N. 14 : Softwares.................................................................................... 107
Cuadro N. 15 : Hardware .................................................................................... 108
Cuadro N. 16 : Costo del Proyecto ..................................................................... 109
Cuadro N. 17 : Cronograma del Proyecto .......................................................... 110
Cuadro N. 18 : Planificación del prototipo .......................................................... 112
Cuadro N. 19 : Plantilla General de Prueba ....................................................... 126
Cuadro N. 20 : Lista de Tareas para comprobar el resultado de las pruebas ... 129
Cuadro N. 21: Resultados del Test .................................................................... 132
Cuadro N. 22 : Resultado de la Pregunta 1 de la Encuesta .............................. 134
Cuadro N. 23 : Resultado de la Pregunta 2. de la encuesta.............................. 135
Cuadro N. 24 : Resultado de la Pregunta 3. de la Encuesta ............................. 136
Cuadro N. 25 : Resultado de la Pregunta 4. de la encuesta.............................. 137
Cuadro N. 26: Resultado de la Pregunta 5. de la encuesta............................... 138
Cuadro N. 27: Criterio de aceptación del Prototipo Interfaz de usuario ............ 144
Cuadro N. 28 : Criterio de aceptación del Prototipo ........................................... 145
Cuadro N. 29 : Criterio de aceptación, indicadores de calidad .......................... 147
Cuadro N. 30 : Atributos para evaluar la calidad del prototipo .......................... 149
XVII
INDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Ejemplo de Kanban .............................................................................. 37
Gráfico 2: Cone of Experience .............................................................................. 49
Gráfico 3: Aplicación de la Realidad Virtual ......................................................... 54
Gráfico 4: Sensorama Primer programa de entorno virtual ................................. 58
Gráfico 5: Log Subversión .................................................................................... 61
Gráfico 6: Manus VR ............................................................................................. 65
Gráfico 7: Casco VR-BOX .................................................................................... 66
Gráfico 8: Formato de Archivo de Textura .jpg .................................................... 70
Gráfico 9: Logo Unreal Engine ............................................................................. 71
Gráfico 10: Level Unreal Engine ........................................................................... 72
Gráfico 11: Actor Unreal Engine ........................................................................... 73
Gráfico 12: Level Editor ........................................................................................ 74
Gráfico 13: Material Editor .................................................................................... 75
Gráfico 14: Blueprints Editor ................................................................................. 76
Gráfico 15: Blueprints Visual Scripting ................................................................. 77
Gráfico 16: Gameplay framework ......................................................................... 79
Gráfico 17: Draw calls in Unreal Engine ............................................................... 81
Gráfico 18: Blueprints ........................................................................................... 82
Gráfico 19: Google VR (Cardboard) en Unreal .................................................... 85
Gráfico 20: Cardboard (Casco de Cartón) ........................................................... 87
Gráfico 21: Usuario utilizando Magneto para Cardboard ..................................... 87
Gráfico 22: GamePad ........................................................................................... 88
Gráfico 23: Materials en Unreal Engine................................................................ 84
Gráfico 24: Creating Packages ............................................................................. 92
Gráfico 25: Software Modelado 3D (3ds Max) ..................................................... 94
Gráfico 26: Malla 3D ............................................................................................. 94
Gráfico 27: Blender ............................................................................................... 95
Gráfico 28: Caso de Uso ..................................................................................... 117
Gráfico 29: Tablero de Kanban Tareas asignadas ............................................ 121
Gráfico 30: Cronograma de Tareas .................................................................... 122
Gráfico 31: Diagrama de Gantt para tareas asignadas para prototipo basado en
Realidad Virtual ................................................................................................... 123
XVIII
Gráfico 32 Resultados del Test .......................................................................... 132
Gráfico 33: Resultado de la Pregunta 1. De la Encuesta .................................. 134
Gráfico 34: Resultado de la Pregunta 2. de la encuesta ................................... 135
Gráfico 35: Resultado de la Pregunta 3. de la encuesta ................................... 136
Gráfico 36: Resultado de la Pregunta 4. de la encuesta ................................... 137
Gráfico 37: Resultado de la Pregunta 5. de la encuesta ................................... 138
Gráfico 38: Estudiantes haciendo uso del prototipo en el aula de clase. .......... 161
Gráfico 39: Rectora de la U.E.S.I.L revisando y aprobando el prototipo ........... 161
XIX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
DESARROLLO DE PROTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO
ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL
BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA
ASIGNATURA DE CIENCIAS NATURALES
DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA
DE LA UNIDAD EDUCATIVA
SAN IGNACIO DE LOYOLA
Autor: Fanny Mieles.
Tutor: LSI. Jenny Ortiz Zambrano, MSc.
RESUMEN
La presente propuesta es el desarrollo de un prototipo de
herramienta de apoyo académico que simula el ciclo de vida
vegetal basado en Realidad Virtual para la asignatura de
Ciencias Naturales del 5to año de educación básica de la
Unidad Educativa San Ignacio de Loyola en la que tiene
como objetivo determinar la viabilidad de su uso como
herramienta interactiva en el sector educativo, así como su
aplicación para contribuir en la enseñanza de los estudiantes
y reducir las dificultades de aprender temas académicos
abstractos, dejando una base para futuros desarrolladores.
XX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
DEVELOPMENT OF AN ACADEMIC SUPPORT TOOL
PROTOTYPE THAT SIMULATES THE VEGETABLE
LIFE CYCLE BASED ON VIRTUAL REALITY FOR
THE COURSE OF NATURAL SCIENCES OF
THE 5TH YEAR OF BASIC EDUCATION
OF THE EDUCATIONAL UNIT SAN
IGNACIO DE LOYOLA.
Author: Fanny Mieles.
Tutor: LSI. Jenny Ortiz Zambrano, MSc.
ABSTRACT
The present proposal is the development of a prototype of
academic support tool that simulates the plant life cycle
based on virtual reality for the subject of Natural Sciences of
the 5th year of basic education of the educational unit San
Ignacio de Loyola in which it has as objective to determine
the viability of its use as an interactive tool in the educational
sector, as well as its application to contribute in the teaching
of students and reduce the difficulties of learning abstract
academic subjects, leaving a base for future developers.
21
INTRODUCCIÓN
La educación tradicional se enfocaban en una disciplina en donde los
aprendizajes se centraban en los conceptos, y estos de forma memorística, el
profesor era el principal autor y centro de estos procesos donde la explicación la
daba de forma verbal y apoyada en la pizarra o libros de texto utilizando
métodos tradicionales y el estudiante actuaba como receptor y de forma pasiva,
lo que aún se sigue dando en estos tiempos. (Ávila Díaz, W. D., 2013 p.151).
Las escuelas públicas en general tienen problemas que se reflejan en la
consecución de sus objetivos, generados por dificultades de falta de herramientas
interactivas para impartir clases dinámicas a estudiantes con problemas de
retención o a nivel físico que generan muchas veces pérdidas de tiempo y esfuerzo
del docente.
Actualmente los avances de la tecnología siguen surgiendo y es ahí donde la
informática en la educación va ganando mayor escala utilizando como apoyo para
la enseñanza y estimulación en varios sentidos de los estudiantes, con el fin de
perfeccionar y adquirir aprendizaje a través de herramientas (Pozo Pozo, J. D.,
2015 p.11).
El aprendizaje mediante experiencias visual facilita enormemente la
comprensión y la clasificación de la información, los cuales se tiene que dar
desde temprana edad, porque ahí es donde los niños despiertan su habilidad de
creatividad y curiosidad de saber un tema.
Expertos de neuro-educación coinciden que para adquirir conocimientos hace falta
de emocionarse, y en la mayoría de estudiante hay déficit de ese recurso, ya que
al solo leer se puede simular la realidad en el pensamiento, pero no es como tener
una experiencia real (Torres, A. 2016, 18 de julio). El cerebro necesito
emocionarse para aprender. EL PAÍS.
El empleo de herramientas tecnologicas ha sido, es y sera la mejor manera de
que el estudiante tenga mayor motivación al aprender, siendo la interacción
directa con el educando la manera más eficaz de que el educando interactúe con
lo estudiado en clase, por ello se realiza esta propuesta en la Unidad Educativa
22
San Ignacio de Loyola fundada el 20 de abril de 2002, la misma está ubicada en
la provincia de Guayas, cantón Guayaquil, específicamente en la Av. Casuarina
Comunidad San Ignacio de Loyola.
La Unidad Educativa San Ignacio de Loyola es una institución académica
significativa con más de 15 años al servicio de la comunidad, en donde se han
formado generaciones de jóvenes de todo el Ecuador y su objetivo principal es
de formar a personas con capacidad de autogobernarse y autorregularse, para
poder preservar su entorno.
A pesar de que la tecnología avanza, el impacto de los nuevos paradigmas, y la
reforma curricular en el país, observamos que muchos de los estudiantes en la
Institución tienen falencias en el aprendizaje, pues se encuentran desmotivados,
con desánimo y sin interés por aprender debido a que muchos docentes
prefieren seguir impartiendo sus clases con la educación tradicional,
resistiéndose a enseñar utilizando herramientas digitales por la complejidad que
puede causar su utilización, causando esta desmotivación en los educandos ya
que en su gran mayoría son jóvenes y niños identificados con el uso de la
multimedia.
La educación actual debe tener como objetivo primordial despertar el interés por
el conocimiento y curiosidad por las asignaturas impartidas en las instituciones,
los cuales buscan renovarse para hacer más dinámica las clases. Una de las
tecnologías de la informática llamada “Realidad Virtual” acoge estos objetivos para
hacerlo realidad, donde el estudiante pasa de ser pasivo a interactivo en el aula,
en el cual se crea un entorno que da la sensación de estar inmerso en él y tiene
la facilidad de captar la atención y motivación del estudiante para adquirir nuevos
conocimientos en un mundo virtual, donde se crea un procedimiento de
enseñanza-aprendizaje de los contenidos de cualquier materia y desarrollando
nuevas formas de aprendizaje que se basan en la participación del estudiante.
Esta propuesta pretende mostrar la viabilidad y aporte de la Realidad Virtual al
sector educativo haciendo uso de esta tecnología, ejecutando este proyecto en la
Unidad Educativa San Ignacio de Loyola, desarrollando un prototipo para ayudar
a los estudiantes a poder contribuir y completar de forma interactiva su
conocimiento. Una de las asignaturas que tiene más recursos para demostrar es
23
la Ciencias Naturales como por ejemplo la anatomía, la biología, entre otros., por
esta razón se realizará una simulación del ciclo de vida vegetal donde se dará a
conocer como esta herramienta académica colaborará a la interactividad y
experimentación del estudiante-docente con las clases impartidas en el aula.
El desarrollo de este prototipo está dirigido principalmente para el 5to año de
educación básica en la asignatura de Ciencias Naturales, como herramienta
didáctica para el aprendizaje del estudiante con el fin de apoyar al docente a
impartir la clases de una forma interactiva donde la información tiende ser
experimentada por los estudiantes y así atraer la atención y curiosidad de los
mismos, los cuales aprenderán de una forma rápida donde se aplica el concepto
de aprendiendo haciendo y de esta manera poseer un alto grado de concentración
y retención de información.
El desarrollo de este proyecto de investigación está realizado en varios
capítulos, los mismos que se detallan a continuación:
Capítulo I, se detalla el problema de la investigación, relacionada con la
enseñanza impartida en las aulas, identificando la situación de conflicto con las
causas y consecuencias que incentivado la permanencia del problema que
experimentan las docentes al impartir sus conocimientos a los estudiantes, y esto
engloba las delimitaciones, planteamiento, objetivos e importancia del proyecto.
El capítulo II, engloba los conceptos fundamentales de implementación el cual
parte de investigaciones previamente realizadas tomados como antecedentes del
marco teórico para después tomarlo como base del estudio, en este caso se han
estimado los siguientes puntos como: educación, enseñanza, aprendizaje,
Realidad Virtual, beneficios de la Realidad Virtual al sector educativo, Tipos de
hardware y software, entre otros. Adicionalmente se presenta la Fundamentación
legal relacionada con el estudio, se puntualiza el planteamiento de preguntas
científicas a contestar y se detallan definiciones conceptuales.
Capítulo III, trata sobre la metodología empleada para desarrollar el proyecto,
todos los aspectos técnicos relacionado con el mismo, previamente se desarrolla
el análisis de factibilidad, factibilidad técnica, factibilidad operacional.
Adicionalmente se indica el cronograma de las actividades, los entregables del
24
proyecto que se van a entregar y bajo qué criterio se realizó la validación.
En el capítulo IV, se detallará los criterios de aceptación del producto, y se
presenta un informe de aceptación y aprobación en relación con las pruebas del
prototipo, y de igual manera se realizará un informe de aseguramiento de calidad
del prototipo, se establecen los mecanismos de control realizados en las diferentes
pruebas, y finalmente las bibliografías y los anexos.
25
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Ubicación del Problema en un Contexto
La educación actualmente es uno de factores con mayor importancia en el
progreso de un país esto implica tener un buen nivel de la enseñanza en todo su
proceso: primaria, secundaria y universidad, por lo que es necesario que los
planteles se adapten a los nuevos avances tecnológicos para ayuda de
aprendizaje del estudiante, recién se comienza a desarrollar proyectos de esta
índole por lo cual el ser humano le cuesta bastante acostumbrarse y entender
qué propósito juega la tecnología en la educación y cómo esta pueda ser de gran
aporte para el desarrollo cognitivo del estudiante en el ciclo de su vida escolar y
de igual manera de gran ayuda para la forma de enseñar del docente (Mendoza,
L. I. U, 2016, p.26).
Aunque se está implementando muchos cambios en el sistema educativo actual
ecuatoriano con el objetivo de mejorar la calidad de educación, el problema surge
de las necesidades que tiene la mayoría de las escuelas y colegios en este en
caso especial en la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola, de no contar con
equipos tecnológicos necesarios para una enseñanza interactiva y entretenida de
tal manera que despierte la motivación del estudiante de seguir preparándose, ya
que se sigue con la educación tradicional; es decir, los docentes imparten sus
conocimientos a través de los libros, los cuales si bien son una herramienta
fundamental no generan un buen porcentaje de retención en los estudiantes lo
cual ocasiona que la mayoría de estudiantes delimiten su imaginación y
aprendizaje, por lo cual la repetición de conocimientos y pedagogía atrasada
tienen que ser superados (Pozo Pozo, J. D., 2015, p.4).
Ecuador actualmente, cuenta con varias instituciones que han implementado la
educación inclusiva que anteriormente no había; donde las personas con
capacidades especiales tienen derecho a una educación de calidad, reduciendo
26
la exclusión en la educación. Aunque se ha capacitado a varias docentes para
atender a estos estudiantes, normalmente no se cuenta con la infraestructura y
herramientas tecnológicas que ayuden al aprendizaje rápido de los estudiantes
con discapacidad, los métodos tradicionales verbalistas que aún cuenta los
docentes no ayudan al cien por ciento para el aprendizaje y retención de la
información.
Pero el problema no radica solamente por la falta de equipamiento de las aulas,
sino en la poca interacción de los docentes con los estudiantes más en aquellos
estudiantes que tienen dificultad de concentración, no por su inteligencia, sino
porque no logran relacionar y retener las experiencias educativas ofrecidas en el
aula sin la rapidez de otros, debido a varios factores, y uno de ellos puede ser la
desmotivación, distracción rápida o enseñanza inadecuada del parte del
docente, ya que estos no pueden dar su cien por ciento a cada alumno, hay
aulas que cuentan con más de 45 estudiantes, por lo tanto el docente no puede
interactuar con cada uno de los ellos, y estos se ven reflejados en el
aprovechamiento y comportamiento de los mismos, se está dando una
enseñanza generalizada no individualizada.
Otro inconveniente es que el docente desea transportar a sus estudiantes a otro
lugar para hacer demostraciones de las clases impartidas y así hacerla
interactivas, y estas no son posible debido a la falta de capacidad física, bajo
recursos o porque estos sean peligrosos.
De todos los problemas que surgen uno que influye más es la falta de motivación
por parte de los estudiantes, unas de las razones pueden ser que el profesor aplica
metodologías tradicionales las cuales consisten en impartir sus clases muy
verbales o teóricas de forma que el estudiante no pueda experimentar lo que está
observando en un libro o lo que está escuchando por parte del docente, no se
realiza una investigación comparativa ni cuestionadora (Salazar Vinueza, T, M.,
2015, p .4).
Para los docentes siempre ha sido de gran ayuda para sus enseñanzas
materiales como: la tiza, pizarrón, láminas, papelógrafos, libros, videos didácticos,
etc. Todas estas herramientas siempre han sido de gran apoyo académico, con
el pasar del tiempo se han ido evolucionando, la mayoría de las instituciones
27
aún usan estos tipos de enseñanza que en la realidad son fundamentales, pero
lamentablemente no logran una conexión directa con los estudiantes, ya que este
al observar de forma plana los contenidos impartidos por el docente, limita su
imaginación y desarrollo innovador y explorativo del estudiante causando que
solo memorice en vez de pensar y buscar soluciones, es decir la educación que
se debe buscar actualmente debe ser crítica y cuestionadora ya que las
investigaciones siempre son relativas y no absolutas.
Situación Conflicto Nudos Críticos
TIPÁN CRIOLLO, F. A. B. I. Á. N. (2015, p.4) cita a Lamata & Domínguez (2003)
quién indica que la formación de los docentes en el Ecuador constituye un factor
clave para la calidad de los procesos académicos, pero existe un número de
docentes que cayeron en la profesión, porque no tenían otra alternativa de
estudio, y por lo tanto solo enseñan por enseñar y no porque aprendieron de
forma práctica sino solo teórica.
En la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola, existe una gran deficiencia en el
logro de las capacidades de los estudiantes, sea por su aprovechamiento, de
retención, comprensión o de habilidades, el motivo es porque las clases que
imparten en las diferentes aulas solo son interpretaciones teóricas, pero no
visualizan ni experimentan de alguna manera que despierte el interés y
creatividad de los estudiantes, provocando desmotivación en ellos al momento de
aprender algo nuevo. La falta de espacios adecuados y equipamientos
tecnológicos en las aulas es otro de los motivos por los cuales no se puede tener
una educación de calidad, y esta se ven reflejadezos en el presupuesto nacional.
Actualmente en Ecuador existen varias instituciones con inclusión Educativa, pero
estas no cuentan con todas las herramientas necesarias para la ayuda pedagógica
una de ellas es: la falta de tecnología asistencial adecuada, o ambiente físico
accesible, y esto da de consecuencia las dificultades que experimentan los
estudiantes en el proceso de aprendizaje y en su integración y participación en la
vida escolar.
Otros de los problemas que tiene la educación es la falta de financiamiento en los
útiles escolares o la mala distribución del presupuesto que el gobierno asigna al
28
sector educativo como los libros que no todos los estudiantes cuentan con ellos,
la crisis económica en los hogares vulnerables hace que muchos de los
estudiantes queden sin este implemento educativo dificultando de esta forma el
aprendizaje en ellos (TIPÁN CRIOLLO, F. A. B. I. Á. N., 2015, p.4).
Los salones de clases son el lugar donde se unifica la parte teórica y la práctica
pero la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola no cuenta con recursos o
implementos para lograrlo, la falta de compromiso de innovación de la
instituciónz o la escasa actualización por parte de los docentes son los visibles
problemas que puede afectar la calidad Educativa y déficit en los enseñanzas
pedagógicas, donde los estudiantes solo se basan en sacar buenas notas
memorizando los contenidos impartidos por el docente haciéndolo de forma
mecánica, aprendiendo porque le enseñaron de esa forma y no porque ellos lo
exploraron o lo investigaron sacando sus propias conclusiones, conceptos y no
razonamiento
En muchas de las asignaturas de educación básica principalmente la Ciencias
Naturales o Ciencias Sociales existe una dificultad en enseñar por parte de los
docentes ya que los contenidos impartidos por los mismos no son experimentales
u observables de tal forma que atraiga o despierte el interés del estudiante. De
esta manera nace la desmotivación del estudiante por ejemplo estudios como: La
Luna, o el ciclo vegetal solamente se observa la parte superficial o textual
y0020no de la experiencia o exploraciones que pueda visualizar de forma
presente el estudiante, la mayoría de ellos aprenden de forma memorística y
repetitiva, basándose solamente en las teorías dadas por el docente y no en la
práctica (Fracchia, C. C., Alonso de Armiño, A. C., & Martins, A., 2015, p.8).
Causas y Consecuencias del Problema
El cuadro N.1 se da a conocer, cuáles son las causas que motivan para desarrollar
el prototipo de apoyo académico basado en Realidad Virtual en los cuales se va a
detallar los siguientes problemas, de la misma se identifica las consecuencias que
se tendrá sino se mejora dichos problemas y estos se detallan a continuación:
29
Cuadro N. 1 : Causas y Consecuencias del Problema
Causas Consecuencias
Falta de una solución que
ayude a la participación activa
del estudiante e interactividad
con el docente para un
aprendizaje que ayude a
mejorar el aprovechamiento y
motivación del estudiante.
Se evidencia carencias,
relacionada con el aprendizaje ágil
del estudiante.
Escases de herramientas
digitales para la enseñanza.
● Los estudiantes no pueden
interpretar de manera correcta los
diferentes temas de estudios.
El docente utiliza los materiales
clásicos de enseñanza.
● Pérdida de interés de parte del
estudiante por la falta de
interactividad y creatividad.
● El estudiante no puede potenciar
su creatividad e imaginación.
Falta de Inversión en
aplicaciones informáticas para
la enseñanza interactiva del
estudiante.
Poca innovación en los institutos
educativos.
Resistencia por parte de los
docentes al cambio de
estrategias con soluciones
tecnológicas.
● Atraso de los conocimientos
● Pérdida de motivación en los
educandos.
Elaboración: Fanny Mieles Parra
Fuente: Datos del Proyecto
30
Delimitación del Problema
La problemática del presente proyecto se centra en la falta de motivación de los
estudiantes en el aprendizaje en las clases impartidas por los docentes, la
ausencia de herramientas tecnológicas que ayuden a la contribución de la
enseñanza del docente, generando que los estudiantes pierdan atención e interés
en las clases, por lo cual se analizó el tema de estudio, con la herramienta
tecnológica “Realidad Virtual”, el análisis del problema se la realizóó
considerando información de la Unidad Educativa “San Ignacio de Loyola” en
donde se establecen las siguientes limitaciones del problema como se detalla a
continuación:
Cuadro N. 2 : Delimitación del Problema
Campo: Sector Educativo (Tecnología)
Línea: Estrategias Educativas Integradoras e Inclusivas
Sublínea: Tendencias Educativas y Didácticas Contemporáneas del
Aprendizaje
Tema: Desarrollo de Prototipo de una herramienta de apoyo
académico que simula el ciclo de vida vegetal basado en
Realidad Virtual para la asignatura de Ciencias Naturales del
5to año de educación básica de la Unidad Educativa San
Ignacio de Loyola.
Elaboración: Fanny Mieles Parra
Fuente: Datos del Proyecto
Formulación del Problema
En la mayoría de las escuelas, las enseñanzas impartidas por el docente
carecen de dinamismo con respecto al aprendizaje del estudiante, considerando
que no utilizan herramientas tecnológicas de vanguardia que incidan en el
crecimiento y potenciación de la creatividad y curiosidad del estudiante.
31
¿Cómo influye el uso de Realidad Virtual en el aprendizaje de los estudiantes del
5to año de educación básica en la asignatura Ciencias Naturales en la Unidad
Educativa San Ignacio de Loyola?
Evaluación del Problema
Analizando la problemática se logra destacar los siguientes aspectos de
evaluación del problema, enfatizando en la argumentación de cada uno de ellos.
Estos aspectos por considerar son: Delimitado, Claro, Evidente, Concreto,
Relevante, Original e Identifica los productos esperados.
Delimitado: Esta propuesta está delimitada para el 5to año de educación básica
de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola, la cual se enfoca en desarrollar
un prototipo como herramienta de ayuda académica para la asignatura de
ciencias naturales en la simulación del ciclo de vida vegetal basada en Realidad
Virtual donde el docente pueda impartir sus clases de manera entretenida e
interactiva y esto a su vez permite despertar el interés y curiosidad de
investigación del estudiante, para pasar de un modelo tradicional a un modelo
inmersivo donde el estudiante pueda escoger el ritmo de estudio. Este prototipo
está desarrollado por la tecnología de Realidad Virtual Unreal Engine, modelado
3D como Bender, y para la edición de audio como es Audacity.
Claro: Partiendo desde el planteamiento del problema y en base al estudio de las
causas y efectos dado anteriormente, se puede detallar y comprobar cómo la
Realidad Virtual ayuda de manera eficiente y eficaz al aprendizaje del estudiante
y los beneficios que esta brinda al sector educativo y en otras áreas. Esta
propuesta se soporta en la necesidad de enseñar de manera interactiva a los
estudiantes, ya que la Unidad Educativa no cuenta con herramientas
tecnológicas como Realidad Virtual para un aprendizaje interactivo, el motivo de
este problema es que no ha tenido la capacidad económica para invertir en estos
tipos de herramientas pedagógicas.
Evidente: Se fundamenta en evidenciar los beneficios del uso de la Realidad
Virtual a nivel educativo, mostrando experiencias inmersivas a los estudiantes
con sentido presencial en recrear entornos que se puede alcanzar en la vida
real. Y el análisis del mismo permite la identificación de sus causas y efectos.
32
Concreto: Muestra la necesidad de innovación tecnológica en la Unidad
Educativa San Ignacio de Loyola, sobre la forma que se imparten las clases
principalmente en estudiantes del 5to año de educación básica. Además de
conocer la forma de recreaciones de entornos en Realidad Virtual.
Relevante: Las herramientas tecnológicas son los principales aliados para la
motivación de los estudiantes y esto beneficia de gran manera a la educación, por
lo cual por medio de este prototipo se puede comprobar cómo la Realidad Virtual
es de gran apoyo en el aprendizaje de los estudiantes y está puede ser usada
como objeto de estudio para otras áreas de investigación.
Original: Actualmente en Guayaquil, no existe prototipo de herramientas de apoyo
académico basado en Realidad Virtual por parte las instituciones Educativas, ya
que aún siguen rigiéndose al nivel académico tradicional.
Contextual: El planteamiento del problema se lo realizó, considerando a las
Unidades Educativas que tienen falta de equipamientos tecnológicos. Por otro
lado, y considerando un contexto específico, se tomó como referencia a la
Unidad Educativa San Ignacio de Loyola, la cual fue base de análisis y prueba
del prototipo.
Identifica los productos esperados: El desarrollo del prototipo permite la
obtención de un producto de calidad, creando experiencias inmersivas y
recreaciones de entornos de lugares factibles y no factibles, obteniendo
provecho para la potencialización en el aprendizaje de los estudiantes.
OBJETIVOS
Objetivo General
Desarrollar un prototipo de herramienta de apoyo académico que simula el ciclo
de vida vegetal basado en Realidad Virtual para la asignatura de ciencias
naturales del 5to año de Educación Básica de la Unidad Educativa San Ignacio
de Loyola.
33
Objetivos Específicos
Para lograr el Objetivo General, determinados en el proyecto de titulación, es
necesario que se desarrolle cada uno de los objetivos establecidos que se detallan
a continuación:
Contribuir en el rendimiento académico en las calificaciones de los
estudiantes del 5to año de educación básica en la asignatura Ciencias
Naturales.
Simular entornos en Realidad Virtual del ciclo de vida vegetal, facilitando
el entendimiento del estudiante al contenido impartido.
Proporcionar una experiencia inmersiva, que no produzca mareo o
malestar al estudiante.
ALCANCE DEL PROBLEMA
El alcance del proyecto está centrado en desarrollar un prototipo que ayude a la
motivación, interés y dedicación de los estudiantes para aprender las clases
impartidas por los docentes, por medio de la herramienta tecnológica
denominada como Realidad Virtual, basándonos en la problemática que tiene la
docente de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola al impartir sus clases en
los estudiantes del 5to año de Educación Básica.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Según expertos en pedagogía indican que lo importante no es la enseñanza,
sino lo que los estudiantes aprenden. La calidad del aprendizaje está
relacionada directamente, aunque no exclusivamente, con la calidad de la
enseñanza.
El aprendizaje real en la clase, depende de las herramientas utilizado por el
docente logrando mantener y mejorar la motivación que traían los estudiantes al
comienzo del curso.
La Realidad Virtual se presenta como una extraordinaria oportunidad para
conseguir en las aulas un vínculo con entornos que muchas veces no se puede
34
visualizar en la vida real, porque pueden existir muchos factores, entre ellos:
capacidad física, falta de recursos o por los peligros que presenta el tema
estudiado, es decir con esta herramienta ayuda a la minimización de espacios,
reducción de costos, aceleración de conocimientos y obtención de una base
tecnológica.
La Realidad Virtual o Reality Virtual en inglés ofrece una nueva posibilidad de
enseñanza y un desafío al sistema de educación de un modelo tradicional a un
modelo inmersivo, interactivo, abierto y flexible, de donde la información tiende a
ser experimentada por los estudiantes.
Con esta tecnología se puede proyectar escenarios existentes o inalcanzables,
donde se pueda entrar a un mundo virtual, y así, el estudiante pueda sentir que
se encuentra dentro del mismo, con esto facilitar la comprensión de manera
entretenida y didáctica, este es un punto clave de la herramienta ya que, abre un
mundo lleno de posibilidades sin la necesidad de moverse del asiento, mediante
la inmersión virtual los estudiantes pueden aprender jugando aplicando el
concepto de gamificación al sistema educativo. El factor recurso no sería más un
problema ya que la Realidad Virtual es muy cambiante y se puede convertir, por
ejemplo: un Smartphone en un dispositivo virtual, en donde cada uno de los
estudiantes puedan contar un mundo inexplorable de donde puede adquirir
conocimientos.
Desde el 2008, las leyes ecuatorianas han implementado el sistema de educación
inclusiva sea del sector público o privado de forma obligatoria y esta consiste en
responder y abordar todas las necesidades de los estudiantes especiales, dándole
un mejor aprendizaje sin excluirlo fuera o dentro de las instituciones educativas,
es decir dar oportunidades a todos los estudiantes sin excepción a ninguno.
Siendo este campo mayormente promovido por la política nacional, en donde los
docentes deben de estar altamente preparados para atender a estudiantes
discapacitados, apoyándolo en su aprendizaje y en las adaptaciones físicas de
acuerdo con sus necesidades, capacitándose constantemente para así ser de
gran ayuda para el estudiante (Corral, K., Villafuerte, J. S., & Bravo, S., 2015,
p.584).
35
En la actualidad, se está trabajando constantemente para una mejor educación
inclusiva pero lamentablemente aún existe déficit tanto en los docentes como en
la infraestructura sea en escuelas públicas o privadas faltando herramientas
tecnológicas que sea de ayuda para atender a esta conglomeración de
estudiantes (Robalino Ochoa, J.T., & Solís Paredes, S.P., 2015, p.2).
Por lo cual esta propuesta será también de gran ayuda para la educación inclusiva
para proyectos futuros, ya que, con esto los niños con capacidades especiales
tendrán la posibilidad de aprender sin ningún problema o dificultad y de manera
entretenida los diferentes temas expuestos por los docentes, siendo siempre
perceptibles conocimiento.
Esta técnica es una mejora al sistema educativo para que tengan una forma
interactiva de dar clases, y a los niños para que posean un alto grado de
concentración y retención de información, al mismo tiempo concientizar para la
importancia del medio ambiente por medio del cuidado de las plantas. Varias
investigaciones demuestran que la Realidad Virtual puede ser de gran ayuda
para personas con discapacidades o para el sector educativo como por ejemplo:
de la aplicación para mejorar el proceso de rehabilitación cognitiva basada en
Realidad Virtual o la de Realidad Virtual como buena práctica para trabajo de
equipos con estudiantes de ingeniería (Mora, M. G., 2013).
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
Para el desarrollo de este proyecto se utiliza la investigación exploratoria, método
de pruebas campo sobre las necesidades y los inconvenientes que tienen la
Unidad Educativa “San Ignacio de Loyola” con los estudiantes de menor
rendimiento aplicando un test y la técnica entrevista la misma que consta con las
preguntas aplicadas a la directora, docente y encuesta aplicadas a los
estudiantes de la institución.
Además, las metodologías más recomendables para el desarrollo de aplicaciones
basadas en Realidad Virtual es KANBAN la razón es porque se trabajará con
entornos virtuales y estos se fundamentan en el empleo de diversos elementos
de multimedia como modelos 3D, texturas, sonidos, etc., y también permiten
probar y cambiar cosas de forma constantes (Govea Wong C. J. & Maldonado
Arriaga L. A., 2017, p.25).
36
KANBAN
Este término es originario de Japón, las cuales significa “tarjetas visuales “sacadas
de sus mismas siglas KAN que significa “visuales” y BAN que significa “tarjetas”.
Estas tarjetas visuales fueron popularizadas por el norteamericano David
Anderson el cual hizo su aplicación en gestión de proyecto en varias empresas
tecnológicas. Estas metodologías ágiles son bastante recomendadas por la
manera de gestionar el trabajo de forma fluida y se enfoca en la entrega justo a
tiempo. No tienen una serie de pasos a seguir, en vez de esto, esta se embarca a
iniciar roles y procesos de los cuales se pueden hacer cambios constantes y
evolucionarios sobre el método de trabajo. Kanban cumple con varias funcionales
entre ellas: (Robayo Ayala, M. A., 2017, p.20):
Cuadro N. 3 : Funcionalidades de Kanban
Funcionalidad Descripción
Se puede ver el flujo de trabajo Se describirán todas las tareas asignadas a
cada persona encargada y su flujo de
trabajo, la cual podrá visualizar en un tablero
el cual se dividirá en bloques.
Limita la cantidad de trabajo Es decir, se dará la cantidad necesarias de
tareas a cada encargado, que podrá
realizar, para en estos casos prevenir el
exceso de flujo de trabajo.
Realiza un seguimiento del
tiempo del personal
Es decir, se evalúa continuamente el
trabajo y cómo lo va realizando la persona
encargada.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: (KanbanTool, 2017)
Otras de las funcionalidades que tiene Kanban es que de forma visible y ordenada
se puede visualizar por medio de etiquetas lo que está ocurriendo en el proyecto,
es decir se puede saber cuáles son las tareas con mayor prioridad, los tipos de
trabajo, fechas límites, etc. Y lo que hace a Kanban ser una de las metodologías
37
más usadas por empresas por ejemplo equipo de desarrollo de software
contratado por la BBC es que puede detectar los cuellos de botella o acumulación
de trabajo, es decir por medio de su monitorización cada líder se concentra en
resolver estos problemas que pueden estar estorbando y realizar ajustes
apropiadas a lo largo del proyecto restaurando el flujo de trabajo para incrementar
la eficiencia y entrega rápida del proyecto (KanbanTool, 2018).
Unreal Engine ha implementado para sus procesos de desarrollos de software
esta metodología, la cual ayudara de forma ágil el rendimiento y optimización de
trabajo en equipos, permitiendo que cada uno de los integrantes vean la posición
de cada componente de trabajo en cualquier momento determinado, así como
los especificaciones relacionados con el proyecto (Atlassian, 2017).
Gráfico 1: Ejemplo de Kanban
Elaboración: Kanban
Fuente: (KanbanTool, 2017)
Como se observa en el grafico 1., está metodología se enfoca en un tablero en
donde se asigna tareas a cada miembro de trabajo, donde ya no se pierde
tiempo para ponerse de acuerdo, sino que de forma visual todo el equipo de
trabajo sabe su responsabilidad y los cambios que pueda suceder en el
proyecto, es decir se puede reflejar lo que se está realizando, lo que se ha
realizó y lo que se realizará.
Existen varias ventajas en esta metodología, la cual se tomó en cuenta para el
desarrollo de este prototipo y esta se detalla a continuación:
38
Cuadro N. 4 : Ventajas de la Metodología Kanban
Ventaja Descripción
Planificar la flexibilidad
El propietario del producto tiene la
libertad de establecer nuevas
prioridades para el desarrollo, y esto
quiere decir que cualquier cambio
que ocurra en el transcurso del
desarrollo no afectará al grupo, por lo
tanto, permite tener interacciones
flexibles y no fija como scrum.
Tiempo de ciclo reducidos
El tiempo de ciclo es la cantidad que
se tarda un equipo de trabajo en
realizar un proyecto desde que inicia
hasta que finaliza. En esta
metodología se reduce los tiempos de
ciclo al asumir trabajos heterogéneos,
es decir que cualquier persona pueda
realizar el trabajo de otro y esto
optimiza el tiempo en general.
Reducción de Cuello de Botella
El objetivo principal de esta
metodología es limitar la cantidad de
trabajo en curso. Las multitareas es lo
fundamental para la eficiencia.
Entrega Continua
Esta metodología permite que se
realice integración continua por lo
cual esto es fundamental para la
calidad. Kanban permite realizar
avance y publicarlos a los clientes
con frecuencia incluso a cada hora
por lo tanto esto optimiza el flujo de
trabajo hacia los clientes.
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Ventajas Descripción
Métricas Visuales
Kanban trabaja con tablero visuales
donde indican los trabajos que realiza
cada integrante del equipo, es decir
cuando el equipo puede ver los datos,
es más fácil detectar los obstáculos o
problemas en el proceso del proyecto
para de esta forma poder eliminarlo.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Atlassian.com, 2017
Supuestos
Los principales supuestos que se consideran en el avance del proceso, en las
pruebas y desarrollo del prototipo de herramienta apoyo académico basado en
Realidad Virtual se detalla a continuación:
El prototipo debe adaptarse a cualquier escuela que impartan clases de
ciencias naturales y adicional el tema del ciclo de vida vegetal.
El prototipo no deberá presentar ningún error en el funcionamiento del
mismo.
Los estudiantes deberán ser mayores de 9 años, para poder maniobrar los
equipos utilizados en la Realidad Virtual.
Restricciones
Al identificar los supuestos que se detallaron anteriormente, es vital identificar las
restricciones o limitaciones que tendrán del prototipo. Y estas se detallan a
continuación:
EL prototipo debe de ser desarrollado bajo la metodología KANBAN para
desarrollar paralelamente el desarrollo del mismo.
El motor gráfico utilizado para el desarrollo del proyecto es Unreal Engine.
40
Se debe de tener por lo menos un Smartphone Android 4.0 o un IOS 7
como mínimo.
Las pruebas y presentación del prototipo deben de ser realizadas en un
ambiente local.
Plan de Calidad
Un proyecto de prototipo debe pasar por varias etapas que permitan comprobar
todos los lineamientos propuesto en el proyecto y en caso de algún error, se
puede solucionar, y de esta manera sugerir mejoras relacionadas con el mismo,
antes de ser expuesta a su implementación:
Plantear los casos de prueba
Identificar los casos de prueba
Plantilla general de prueba
Resultado de la prueba
41
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes del Estudio
En el proceso educativo, la motivación es uno de los factores más importantes que
tiene que tener el estudiante a la hora de aprender, cumple un rol prevalente que
ocasiona reacciones positivas, puesto que desarrollan la estimulación de la
voluntad de aprender, atención y esfuerzo en el salón de clase (Reyes, N., 2015).
En la actualidad, la falta de motivación por parte de los estudiantes es uno de los
problemas subyacente que causa mucha inquietud en el marco educativo, esta
fuerza llamada motivación es la que empuja toda conducta y la que permite
realizar cambios tanto a nivel educativo como de la vida en general (Bedoya
Loaiza, S. M., Pérez Buitrago, G. E., & Duque Muñoz, V. E., 2016, p.20).
Una de las causas de esta problemática es la falta de interés del docente en
buscar alternativas para cambiar su pedagogía con soluciones tecnológicas que
ayudan al interés y atención del estudiante al aprender un contenido, seguir con
los mismos métodos de enseñanza de siglos anteriores hacen que el
aprendizaje del estudiante no vaya con rápidez, sino que se estanque un poco,
delimitando su creatividad (Muzgo Loja, W. J., & Hernández Alvarado, J .O.,
2015, p.4).
El cerebro humano es el principal órgano de procesamiento de información que
se poseen las personas, el cual al tenerlo activo por medio de experiencias o
motivaciones se puede lograr grandes resultados, y así potenciar la creatividad e
imaginación, esta parte del cuerpo es el factor clave del aprendizaje (Méndez, L.
C., 2017, p.16).
Los aprendizaje adquiridos por los estudiantes hoy en día, son aún deficiente y
esto es debido a la falta de innovación de las instituciones y de los docentes, al
utilizar materiales didácticos como pizarra, libros de textos, papelógrafos, estos
son herramientas fundamentales pero lamentablemente no generan la cantidad
adecuada de retención que debe de tener el estudiantes a la hora de aprender un
42
tema, la distracción es un factor negativo que estos materiales pueden generar,
porque el estudiante al no poder imaginar o experimentar el contenido leído o
expuesto por el docente hace que se entretenga con otras cosas que pueden
haber en su entorno, y no preste la atención debido a las clases impartidas
(Muzgo Loja, W. J., & Hernández Alvarado, J .O., 2015, p.4).
Vrchitects startups encargada de realizar aplicaciones en Realidad Virtual fue una
de las inspiraciones para poder realizar este proyecto, al ver las necesidades que
tiene la educación ecuatoriana, en especial la Unidad Educativa “San Ignacio de
Loyola” de la falta de motivación de los estudiantes para su aprendizaje, se da la
solución de que por medio de estas herramientas puedan ser de ayuda para el
aprendizaje rápido, es decir asignatura como ciencias naturales son abstractas
por lo tanto necesitan algo que los represente pero en la educación actual aún no
se pueden visualizar y esto hace que los estudiantes limitan su imaginación al no
explorar ámbitos como estos, no solo en la asignatura de ciencias naturales de
igual forma en la asignatura de sociales u otras.
Fundamentación Teórica
Con el pasar del tiempo, el hombre ha ido evolucionando en muchos aspectos
como son: social, educativo, laboral y principalmente tecnológicos que hoy en día
es un factor muy importante en la vida cotidiana ya que es la que permite
comunicarse y facilitar la existencia al ser humano por medios de sus
herramientas y estas ayudan a tener un mejor desempeño. Según (Mendoza, L.
I. U., 2016, p.26) indica que los avances tecnológicos día a día cada vez son
más sostificados y de mayor demanda por parte de los seres humanos para
facilitar las tareas de la vida cotidiana.
Actualmente se está viviendo la revolución de la tecnología, lo cual exige al
hombre estar a la par de los nuevos cambios en la sociedad sea en la manera de
comunicarse, de gestionar conocimiento o de afrontar problemas, la educación
para estar a la vanguardia de estas exigencias se ven en la obligación de crear
nuevas formas de enseñanza a sus estudiantes.
Según Pittman Cameron (2017) indica que: “La tecnología ha alterado
irreversiblemente el mundo que nos rodea, y como tal la educación debe
43
seguir su ejemplo”.
Dar importancia a la educación y tener una enseñanza de calidad por medio de la
tecnología; mejora la forma de entender y aprender, ya que cada día el estudiante
gestiona grandes volúmenes de información en menos tiempo y al hacer la
aplicación de las herramientas tecnológicas producirá grandes ventajas en el
desarrollo del aprendizaje, y están ayuda a buscar nuevos métodos y técnicas
de enseñanza y hacerlo didácticos ayudará de gran manera a la motivación y
estimulación del proceso de aprendizaje.
Así como el ser humano evoluciona cada día, las instituciones educativas tienen
que ir a la par, evolucionando y adaptándose a estos paradigmas buscando
excelencia y calidad en la educación, explorando nuevas técnicas y formas de
aprendizaje que están a la mano de cada docente, la resistencia de innovar en los
docentes es el mayor obstáculo que tiene la educación y fracasan en la
consecuencia de sus objetivos porque la forma de enseñar la hacen de forma
mecánica, monótona y desmotivadora, otro de los problemas es la falta de
personal capacitado para averiguar soluciones tecnológicas que ayudan al
aprendizaje ágil y rápido del estudiante .
Actualmente existe una gran cantidad de recursos tecnológicos para el ámbito
educativo que facilitan el aprendizaje y potenciación de las habilidades y talento
de los estudiantes, y a su vez ayuda a las instituciones educativas y docentes a
centrarse en su rol principal: transmitir conocimiento, pero de igual manera hay
una gran carencia de cómo aprovechar de manera efectiva estos medios (Lacleta,
S. E., Luisa, M., Hernández-García, Á., García-Peñalvo, F. J., Fidalgo Blanco, Á.,
& Conde-González, M. Á., 2015, p.554).
Las instituciones educativas se quedan muy atrás de las innovaciones
tecnológicas y una de las razones es porque existe mucha influencia para
perseguir los momentáneos desarrollos de la tecnología (principalmente las
instituciones públicas), porque el estado no le ha dado la mayor importancia
necesaria o porque tienen una mala distribución del presupuesto en el proceso
educativo, debido a razones políticas, en donde el sector educativo no tiene la
facilidad de gastar e invertir en herramientas tecnológicas para el beneficio de
los educandos. Si bien es cierto la educación moderna quiere corregir estos
44
modelos de enseñanza y ayudar en la participación activa y motivación del
estudiante para así mejorar su rendimiento académica ya que a la larga esto
causas consecuencia tanto en las escuelas como en el todo el país, no es
menos cierto que la falta de estas tecnologías es precaria (Vega, V., & Marola,
J., 2015 p.6).
Varios estudios como por ejemplo Realidad Virtual como buena práctica para
trabajo en equipo con estudiantes de ingeniería han demostrado que simulaciones
de recreaciones de mundos virtuales, los estudiantes de bajo rendimiento
mejoraron académicamente más que aquellos que aprendieron con métodos
tradicionales (Gasca-Hurtado, G. P., Peña, A., Gómez Álvarez, M. C.,
Plascencia- Osuna, Ó. A., &Calvo-Manzano, J. A., 2015).
La innovación educativa ayuda a las nuevas técnicas de enseñanza y estas deben
de ser adoptado por las todas escuelas y colegios del país y así mejorar la calidad
de la educación, este cambio también es utilizado como sinónimo de renovación
pedagógica, como estrategias que ayudan a las prácticas educativas vigentes.
Uno de los grandes avances de la tecnología llamada Realidad Virtual hace
posible estas exigencias de los nuevos cambios a nivel educativo en la que busca
equilibrar la parte tecnológica y pedagógica y crea nuevos sistemas de
aprendizajes, representando sus contenidos impartidos por el docente de forma
real, y en la cual los estudiantes puedan interactuar de forma más directa y no solo
obstante con esto existe otra gran ventaja a nivel educativo como es la posibilidad
de involucrar a todos los públicos y brindar métodos educativos por medio de ellos.
EDUCACIÓN
Según Juan Carlos I (2013) indica que “la educación es el motor que
promueve el bienestar del país” (de españa, G., 2013, p. 2).
Al hablar de educación no solo se refiere a la que dan en un salón de clase, este
es el proceso que se vive a diario en cada lugar del planeta: en una cafetería, en
la casa, en una biblioteca, etc., la educación en sí es el proceso que se comparte
entre las personas en cuanto a la cultura, ideas, pensamientos.
45
El hombre se ha ido evolucionando con respecto a la educación desde la edad
primitiva hasta la actualidad: la educación ha estado presente en toda la historia
del hombre por más primitivo que sea siempre se ha ido educándose, y su
evolución ha estado presente desde enseñar las formas de vida hasta las
profesiones que se imparten para competir en el mundo industrial (Escobar
Gutiérrez, D. P., 2017, p. 62).
En la antigüedad, los pueblos primitivos no contaban con personas capacitadas
para enseñar valores o aprendizajes para la formación del hombre. Pero de igual
manera, el hombre buscaba la educación, y esta se daba de padre a hijo, la cual
consistía en enseñar las formas de vida para sobrevivir por ejemplo la forma de
cazar, entre otros (Rodríguez, A. B. R., 2010, p.37).
En el siglo XIX aparecieron los llamados “Sistema de educación” estos eran
regidos, organizados y controlados por el Estado, en este siglo las primeras clases
eran de religión y las costumbres de sus pueblos. Con el pasar del tiempo ya no
solo enseñaban religión sino otras materias de las cuales aparecieron los
principios de la escritura, matemáticas, ciencias y arquitectura, y aún la mayoría
de estas materias se imparten en la actualidad. A comienzo del siglo XX
aparecieron los escritos de las feministas en donde influenciaron para la
educación progresista es decir la encargada de ver las necesidades y potenciales
de los niños y no en la sociedad ni sus preceptos en la religión (Rodríguez, A. B.
R., 2010, p.39).
Por lo tanto, se logra definir a la educación como el proceso sistematizado de
ideas, circunstancia y métodos a los estudiantes, el cual se transmite un
conjunto de conocimientos, comportamientos y actitudes que la persona debe de
lograr a lo largo de la vida, comenzando desde sus orígenes en las comunidades
primitivas hasta la actualidad.
En la actualidad, el sistema educativo ecuatoriano tiene como prioridad mejorar
la calidad de la educación y los resultados escolares para alcanzar el éxito en
todas las personas que conforman el país, desde la educación primaria,
secundaria, bachillerato y superior. Aunque el sistema educativo está
prosperando, aún no se está a nivel de los países de primer mundo, principiando
desde la tecnología, ya que es una herramienta que está surgiendo y ayudando
46
a la educación, pero no todas las instituciones cuentan con esta herramientas e
innovaciones que están a dando a diario en otros países.
EDUCACIÓN INCLUSIVA
Según Lenin Moreno, presidente del Ecuador señala que la “Discapacidad no es
incapacidad”, es decir, todos los ciudadanos tienen derecho al trabajo, a la
educación, porque estas personas con discapacidades especiales pueden realizar
todo lo que se propongan porque no va a haber ningún impedimento para que
desarrolle dichas tareas (Buenas Prácticas Ecuador, 2012, p.5).
Por lo cual, el proceso que permite abordar y responder a las diversidades de las
necesidades de todas las personas que se están educando, por medio del
aprendizaje, la participación activa, actividades culturales y comunitarios de tal
forma que se disminuya la exclusión en la sociedad se la conoce como Educación
Inclusiva (Corral, K., Villafuerte, J.S., & Bravo, S., 2015, p.584).
Desde el año 1945, en Ecuador se comienza a ponerle atención a la Educación
Inclusiva, respaldada en esa época por el Artículo 27 donde se indicaba que “el
acceso a la educación de todos los ciudadanos sin discriminación ninguna” por lo
cual comienza desde esa fecha, los avances de la educación inclusiva, pero con
enfoque médico asistencial pero aún no se desarrollaba por completo en la
educación. Las primeras instituciones de educación inclusiva atendían solo a
personas con discapacidades en particular, ciegas y sordas, y funcionaban
solamente en las ciudades de Guayaquil y Quito, luego en la década de los 90 se
desarrolló por la Unesco reconocimiento a las personas con discapacidad como
sujeto de derecho (Montenegro Zavala, K. G. & Rivas Muñoz, J. G., 2017, p. 14).
En estos últimos años, la inclusión se ha ido desarrollando con el objetivo de que
ninguna persona con discapacidad eso rechazada o excluida sea en el ámbito
social y educativo, pero lamentablemente aún no se cuenta con todas las
herramientas necesarias para este tipo de conglomerados en la educación.
Actualmente las leyes que rigen el Gobierno del Ecuador exigen que toda
institución sea pública o privada cuente con docente capacitado para la enseñanza
a personas con capacidades especiales y se puedan incluir a dicha
47
conglomeración, en la educación, y en el ámbito laboral el porcentaje obligatorio
de contratación de personas con discapacidad es el 4% del total de trabajadores
de cada empresa.
ENSEÑANZA
La enseñanza es el proceso de transmitir conocimiento, experiencias, habilidades
a una persona que no la posee, y representa la forma práctica de la educación.
Por medio de la enseñanza se aprende cuando es bien instruida (Ojeda Perez, F.
C., & Vásquez Torres, M. L., 2014, p.23).
Con el transcurso del tiempo la manera de enseñar ha ido cambiando desde los
modelos pedagógicos hasta los materiales utilizados en las clases, en el comienzo
de sus orígenes se daban por medio de protoescritura, los cuales eran enseñados
por los predicadores y estos daban sus primeras cartas, con el pasar del tiempo
nacieron las primeras escuelas “llamadas antiguas escuelas” donde el profesor
era el que enseñaba y tenía autoridad sobre sus estudiantes, de igual manera
sugieren las universidades. A raíz que apareció la tecnología muchas instituciones
de países desarrollados se acogieron a estas herramientas para sí cambiar su
forma de enseñar contribuyendo de manera interactiva al aprendizaje del
estudiante.
Gracias a la ayuda de estas herramientas tecnológicas, no en su totalidad, pero si
en gran parte los docentes han cambiado su metodología de enseñar permitiendo
al estudiante contribuir con las clases, y de esta manera desarrollando su
creatividad e imaginación produciendo sus propios conceptos con ayuda del
docente, pero de tal manera que ellos puedan razonar. Existen diversas
aplicaciones que ayudan a la participación activa del estudiante, Google fue una
de las empresas que se han destacado por desarrollar herramientas interactivas
que ayuden a la enseñanza de tal forma que para los estudiantes no sea una
obligación tener que saber un tema en común, sino por méritos propios, se
sumerjan y puedan investigar y sacar sus propias conclusiones.
48
APRENDIZAJE
La forma que todo ser humano necesita para adquirir, renovar y procesar las
capacidades, habilidades, conocimiento por medio de la experiencia para su vida
profesional y personal a esto se le llama aprendizaje. Y este consiste en que la
persona se prepare para aprender por alguien por medio de enseñanza o por sí
mismo, Por ejemplo: un niño aprende a leer, es un aprendizaje es decir, Él está
adquiriendo conocimiento, una de las maneras más rápidas de aprender es por
medio de los juegos esto ayuda a que las personas principalmente los niños
desarrollen sus capacidades o habilidades de aprendizaje porque no se tiene que
obligar a memorizar sino que entreteniéndose y divirtiéndose se aprende (de
España, G., 2013, p. 15).
En la antigüedad el aprendizaje era muy riguroso y esto se daba porque los
docentes querían que los estudiantes aprendan de forma memorística y lo que él
le enseñaba, con el pasar del tiempo, se ha cambiado esa forma de pensar, y esto
concluye en que hoy en día los docentes hacen que los estudiantes tengan una
participación activa es decir que aprendan por sus propios medios con ayuda de
ellos, investigando, preparando sus clases por medio de exposiciones, talleres,
entre otros. Donde el docente ya no es el principal autor sino el estudiante dando
una clase activa, de tal manera que tanto el docente como estudiante exploren y
aprendan juntos los contenidos impartidos durante el transcurso del curso
(Aguerrondo, I., 2017, p.6).
Actualmente existe una herramienta poderosa que ha ido tomando fuerza estos
últimos años la cual se ha ido desarrollando y evolucionando como lo es la
Realidad Virtual, donde se ha implementado en varios campos comenzando
desde el video juego, hasta la medicina, educación, arquitectura, entre otras. Esta
tecnología sumamente nueva y altamente explorativo sirve como herramienta de
enseñanza ya que cuenta con la capacidad de generar un impacto educando a
través de experiencias (Mendoza, L. I. U., 2016, p.26).
La razón por la cual la mayoría de las escuelas y colegios de países
desarrollados decidieron esta forma de enseñanza está relacionada con una
investigación hecha por (Edgar Dale) quien afirma que el 90 % de la forma de
retener información está estrechamente relacionada con métodos educativos
49
que aplican el uso de las experiencias (Ojeda Perez, F. C., & Vásquez Torres,
M- L., 2014, p.52).
Esta herramienta sirve de apoyo al docente para el desarrollo de sus actividades
y de la forma de interacción en sus clases, por ello, el estudiante al momento de
interactuar y tener mayor libertad para indagar o explorar en el campo de estudio
este pasa de ser un estudiante pasivo a un estudiante interactivo y
emprendedor.
Gráfico 2: Cone of Experience
Elaboración: Rise Educational Consultancy
Fuente: Gaytán Treviño, J. (2017)
REALIDAD VIRTUAL (VR)
Para tratar de explicar lo que es Realidad Virtual hay que imaginar entrar en un
mundo donde un usuario en este caso el estudiante pueda interactuar en un
entorno ficticio - pero de apariencia real -y estimular una gran cantidad de
canales sensoriales como el visual, el auditivo, el táctil, etc., y de esta manera
aprender -jugando, donde se pueda explotar la creatividad, despertar su
curiosidad y vivir experiencias que quizás en la vida real pueden ser imposibles
de realizarlas.
Según (Cruz, Gallardo & Villarroel, 2014, p.4) cita a (Brudniy & Demihanova,
2012) donde indica que Realidad Virtual es la manera más avanzada de
relacionar a la persona y a un sistema informático, la cual permite una
interacción directa entre el usuario y el entorno generado artificialmente, el cual el
50
objetivo principal es de crear una visión a nivel cerebral de participación directa
con su entorno.
Otra de los conceptos de Realidad Virtual se define como “inmersión multimedia”
el cual es un entorno ficticio, que representa la presencia, física en un ambiente
real o imaginado. Esta tecnología tiene la capacidad de recrear experiencias
sensoriales (Domínguez-Martín, E., 2015, p.414).
La Realidad Virtual son simulaciones de entornos que dan la sensación de su
existencia real generado por tecnología computacionales, en donde el usuario
puede interactuar directamente con los objetos que los rodean de manera que se
sienta inmerso en este mundo virtual y sentirse como el protagonista y centro.
Existen algunos conceptos utilizados en Realidad Virtual que ayudan
comprender más su concepto como es: inmersión y presencia. Inmersión:
consiste en sumergir a alguien en un entorno sea real o imaginario y esto lo
puede realizar con Realidad Virtual. Existen diferentes niveles de inmersión y
estos dependen de los elementos por ejemplo del software, el display, etc. La
presencia es uno de los principales objetos de estudio y que ayuda a entender y
formar parte de la experiencia y consiste estar en dentro del entorno virtual es
sentirse dentro y formar parte de este ambiente, existen diferentes factores que
ayudan a la sensación de presencia y uno de ellos es el casco, ya que permite
visualizar todo el entorno como que esté dentro de él (Mora, M. G., 2013).
Ahora que ya hay una idea sobre Realidad Virtual se logra identificar como se
puede relacionar con las técnicas de enseñanza las más comunes:
51
Cuadro N. 5 : Relación de las Técnicas de Enseñanza con VR
Técnica de enseñanza Descripción Realidad Virtual
EXPOSITIVA
Consiste en la
exposición oral por
parte del profesor.
Un mundo virtual donde
ayudará al docente a
recrear la situación
expuesta y está también busca la estimulación de la participación y atención del estudiante.
INTERROGATIVA
Consiste en
plantear preguntas
a los estudiantes.
Mundos virtuales donde
los estudiantes puedan
explorar y a la vez
aprender sobre el tema
impartido por el docente,
de tal forma que se
puedan plantear
preguntas y están sean
fáciles de responder.
DEMOSTRACIÓN
Consiste en
confirmar
explicaciones,
ilustraciones de lo
expuesto
teóricamente.
Mundos virtuales en
donde los estudiantes
podrán observar de forma
real, las explicaciones
impartidas teóricamente,
y de esta forma
interactuar con los
objetos y procesos de
acuerdo con su
conocimiento.
52
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: (de Antonio Jiménez, A., Abarca, M.V., &Ramírez, E.L., 2000)
Por otra parte, los estudiantes aprender de diferentes formas cuyos métodos
pueden variar de persona a persona. Según, Richard M. Folder y Linda K.
Silverman desarrollaron un modelo de los estilos de aprendizaje donde miden
estos estilos en base 5 clasificaciones (Merino Orozco, J.F., 2015, p.19):
Cuadro N. 6 : Estilos de Aprendizaje con Realidad Virtual
Técnica de enseñanza Descripción Descripción
ESTUDIO DE CASO
Consiste en la
presentación de
un caso o problema
para que la clase
sugiere o presente
soluciones.
Mundos virtuales
donde el alumno pueda
modificar las
características de objetos
de acuerdo con lo
estudiando o aprendido.
AUTOAPRENDIZAJE
Consiste en que los
estudiantes dirigen
sus propios
aprendizajes.
Mundos virtuales en
donde los estudiantes
tengan la oportunidad de
dirigir su propio
aprendizaje y el ritmo a
llevar en cada clase.
ACTIVO/ REFLEXIVO
La Realidad Virtual hace que el estudiante se
encuentre de manera activa, interactiva e
inmersiva. Esta característica hace que la
persona se sienta dentro del mundo, y de esta
manera se aprende - jugando.
SENSORIAL/ INTUITIVO
Al aprender de forma teórica, la mayoría de los
estudiantes buscan información, concreta o
experimentos y de esta forma relacionarlo con
la realidad. La Realidad Virtual hace que estos
53
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: (de Antonio Jiménez, A., Abarca, M.V., &Ramírez, E.L., 2000)
APLICACIONES DE LA REALIDAD VIRTUAL
A comienzos de la aparición la Realidad Virtual se la utilizaba en la ciencia ficción,
luego con el pasar del tiempo se realizan aplicaciones militares donde eran muy
utilizadas como entrenamiento, y de igual forma tomo gran ventaja en el mundo
de los videojuegos y entretenimiento donde se inclinaban la mayoría de las
aplicaciones realizadas por esta tecnología.
En los últimos años se han masificado por diferentes ramas de la ciencia, entre
ellas: la medicina, física, ingeniería, psicología, arquitectura, entre otras. La
educación es un campo que la Realidad Virtual está recopilando fuerza, si bien
es cierto que aún en países en desarrollo es sumamente nueva, y recién están
dando los primeros pasos, no se puede despreciar que en los años siguientes esta
tecnología se la aplique en la mayoría de las escuelas y colegios proviniendo un
avance importante al sistema educativo.
temas impartidos de forma escrita se puedan
simular de forma real y el estudiante pueda
caminar, descubrir y explorar mundos donde
estas teorías se puedan ser realidad.
VISUAL / VERBAL
Los aprendizajes visuales son muy comunes
en la Realidad Virtual, ya que está altamente
visual, aunque la forma verbal no se puede
dejar atrás ya que es un componente muy
valioso dentro del mundo virtual.
VISUAL / VERBAL
En la Realidad Virtual se puede hacer
exploraciones de forma libre, y estas
experiencias ayuda a la observación.
INDUCTIVOS/DEDUCTIVOS
En la Realidad Virtual se puede hacer
exploraciones de forma libre, y estas
experiencias ayuda a la observación.
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Gráfico 3: Aplicación de la Realidad Virtual
Elaboración: Flickr (2016)
Fuente: (González García, A. L., 2016)
REALIDAD VIRTUAL EN LA EDUCACIÓN
En 1993 se produjo el primer uso práctico de la Realidad Virtual por medio de un
prototipo de laboratorio de física aplicada, y a partir de ahí esta tecnología
emergente ha surgido y es considerada dentro del grupo de las tecnologías
aplicadas a la educación e investigación dando como resultado nuevas
oportunidades y desafío al sector educativo (Cruz, J. A. F., Gallardo, P. C., &
Villarreal, E. A., 2014, p.5).
En estos últimos años la tecnología ha ido avanzando con grandes pasos, de tal
manera que ha renovado el ámbito educativo. En países de primer mundo, los
docentes han pasado de evitar que sus estudiantes copien los trabajos de otros,
incentivándolo a que investiguen y se motiven en las clases.
Desde el 2016, La Realidad Virtual ha ido evolucionando y desarrollándose, y su
aplicación puede ser en cualquier campo y entre ellos la educación. Esta
herramienta poderosa involucra al estudiante hasta el punto de que la curiosidad
sería el ingrediente básico para la enseñanza de tal forma que el estudiante
escogerá su propio ritmo de aprendizaje y manera de profundización en las
materias impartidas por el docente (Villarroel, J. C. S., 2016, p.57).
55
El aprendizaje es un estudio donde los recursos audiovisuales son muy
frecuentes, por lo cual se necesita herramientas que ayuden y contribuyan a estos
tipos de recursos fortaleciéndolos, de tal manera que el estudiante se puede ver
motivado y con toda la atención prestada en las clases impartidas con ganas de
aprender más. Esta herramienta tiene una gran cualidad la cual es muy bien
aplicada y especializa para la enseñanza, y esta consiste en atraer la atención del
estudiante mediante su inmersión en mundos virtuales relacionados con varias
ramas de la ciencia, la cual contribuye al aprendizaje de los contenidos de
cualquier asignatura.
Empresas como Google y Samsung están jugando un papel fundamental en la
masificación de esta herramienta, que actualmente muchas personas ven la
Realidad Virtual solo para juegos o cosas pasajeras, pero dentro de pocos años
se verán los resultados e importancia que juega esta herramienta en el ámbito
pedagógico y en los aprendizajes de los estudiantes.
Google empresa reconocida con años de trayectoria, ha implementado una
aplicación llamada “Expeditions” la cual consiste en viajar por varias partes del
mundo a través de las gafas auspiciados por ellos mismo la Cardboard, el objetivo
de la compañía era introducir a más de 100000 niños a la Realidad Virtual de tal
manera que los estudiantes puedan explorar y aprender ecosistemas diversos
de forma inmersiva. Según (Villarroel, 2016) la Realidad Virtual en la educación
será el próximo desafío por la gran potencia y capacidad que tiene esta
herramienta para contribuir en los aprendizajes y rendimientos académicos de
los estudiantes en las escuelas, colegios y en las mismas universidades.
REALIDAD VIRTUAL Y LOS BENEFICIOS EN EL SECTOR
EDUCATIVO
La Realidad Virtual es una tecnología que no solo beneficio a los estudiantes
sino también el trabajo de los docentes aporta grandes utilidades en el sector
educativo y entre las principales ventajas: (Redem.org, 2017):
Permite tener experiencias inmersivas: Estas experiencias inmersivas
ayudan a la motivación del estudiante, y esto da como resultado alargar el
tiempo la prestación de atención y mejorar las habilidades del alumno.
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Mejora la comprensión de los temas tratados: Muchas veces los
estudiantes tienen problemas de lograr una comprensión total de un
concepto, y al mostrarlo en todas sus dimensiones como se logra con la
Realidad Virtual esta facilita la comprensión.
Genera conocimientos más duraderos: Según Edgar Dale indica que
las experiencias vividas se recuerdan más tiempo y con mejor claridad que
las contadas. Y esto se gana con la Realidad Virtual la cual simula una
realidad por medios de experiencias.
Simulación y recreación de espacios virtuales: la Realidad Virtual
ayuda a simular estos espacios y mostrar de forma visual los entornos
envolventes y esto ayuda a tener a los estudiantes centrados obteniendo
mejores resultados en poco tiempo.
Motivación y ganas de explorar: Esta ventaja aporta bastante en el
concepto de aprender- jugando, muchos neurólogos indican que para
aprender se tiene que estar motivado, y una de las formas más precisas
es cuando se recrea o se juega lo que se está aprendiendo.
Personalización de la enseñanza: Unas de las virtudes que brinda la
Realidad Virtual es que los docentes pueden trabajar de forma
personalizada con cada estudiante de forma más efectiva viendo el déficit
que pueda tener cada estudiante y centrarse en esos aspectos para así
profundizarlos.
Ahorra de tiempo: Como la información se comprende de forma más ágil,
los resultados se obtienen en muy poco tiempo, los docentes pueden
impartir sus clases más detalladas y explicar cosas más adyacentes y así
generar un estudio más completo.
TIEMPO DE ESTUDIO
La Realidad Virtual no es un estudio nuevo viene de décadas atrás, pero estos
últimos años ha sido el auge de la tecnología. Al hablar de Realidad Virtual se
viene varias teorías a la cabeza , algunos lo relacionan con recorridos virtuales o
maquetas virtuales, otros en cambio relacionan con mundos virtuales ya sean de
57
2D o 3D que pueden tener varios niveles inmersión o lo más común como son
los videojuegos, también hay quienes piensan en entrenamientos de alta
complejidad, pero al igual manera existen personas más tradicionalista, las
cuales piensan que los libros o la lectura son el punto de partida para cualquier
Realidad Virtual ya sea porque esta da la pauta para imaginar cosas o sitios que
se está leyendo, muchas veces basados en la realidad y otras inexistentes, pero
el principal problema es la limitación que tiene el usuario al imaginarse cosas
que realmente no la vive y siente, y esto limita a seguir con la teoría (Govea
Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A.,2017, p.26).
Una de las virtudes de la Realidad Virtual es de ofrecer al usuario la sensación
de estar inmerso en un mundo sea real o inexistente con sentido de presencia, y
estos entornos están contemplados por el usuario a través de dispositivos sean
estos móviles o casco y su única barrera sería la imaginación.
Su aplicación inicialmente fue para diversión o entretenimiento es decir
videojuegos, pero hoy en día se ha ido incrementando su estudio en diferentes
ramas, por ejemplo: la medicina, arquitectura, entrenamiento militar, arqueología,
psicología y en la educación.
En 1830 se crearon los primeros instrumentos de sensación de profundidad
tridimensional, si bien, estas tenían imperfecciones fueron los patrones de los
iniciales visores de la Realidad Virtual y en la cual aún se fundamentan las bases
de esta técnica. En este mismo año se desarrolló un sistema de Realidad Virtual
que generaban ambientes interactivos que con ayuda de dispositivos permitieran
obtener el movimiento de cualquier parte del cuerpo. En el año 1950 se
desarrolló la primera experiencia teatral en las cual intervenía la mayoría de los
sentidos (visión, olfato, tacto y oído) y por eso fue titulado multisensorial creado
por Morton Heilig, este fue uno de los primeros ejemplos de inmersión (Govea
Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.26).
En el año 1970 Sutherland uno de los primeros pioneros de la informática
desarrolló un programa que consistió en crear entornos virtuales con imágenes de
3D., y unos años atrás publicó su primer artículo llamado “Ultimate display”
donde apareció por primera vez la teoría de Realidad Virtual (Cobo Fernández,
G., 2017, p.11).
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Gráfico 4: Sensorama Primer programa de entorno virtual
Elaboración: Jason Johnson
Fuente: iq. intel (2017)
Con el pasar de los años se seguía con el avance tecnológico y se crearon los
primeros simuladores para campo militar, luego en 1981 se creó la primera cabina
virtual diseñada por Furness y este mismo fue el que creó los nuevos cascos y
guantes de Realidad Virtual ideados. En este mismo siglo VR tomó mayor
ventaja en el entreteniendo es decir en la industria de los videojuegos, pero años
después fue acogiendo otras ramas como es la medicina, arquitectura,
arqueología, educación, etc. En la actualidad hay grandes proyectos con mejores
gráficos y efectos que tienen como fin hacer que el usuario se introduzca de
forma real a estos mundos virtuales con herramientas como la Oculus Rift,
PlayStation VR entre otras.
Con el éxito de la Realidad Virtual, varias empresas reconocidas como Play
Station, Sony en el mundo de entretenimiento, también como Lexus, Yamaha en
el sector automovilístico, y otras como Google, Samsung y LG, etc. se
incorporaron en estos acontecimientos para ser parte del futuro, abriéndose
nuevos mercados (Govea Wong, J. C., & Maldonado Arriaga, L. A.,2017, p.28).
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Unas de las empresas que se ha acercado más a la Realidad Virtual y a la
educación es Google Inc., la cual ha desarrollado varias aplicaciones Educativas
que entre ellas una de las principales es Expeditions una plataforma de Realidad
Virtual construida para el aula, que sirve para explorar el mundo y están
funcionan con gafas Google Cardboard.
CVS
Los grandes y complicados trabajos de software demandan gran cantidad de
personas involucrados en aquellos proyectos, y esto implica llevar sistemas que
ayuden a mantener un registro, control y distribución de código.
En algunas empresas aún trabajan de forma tradicional con copias del proyecto
los cuales son enviados por correo u otros medios de forma comprimida, y estos
son dados a cada persona encargada del proyecto, en los cuales se hacen los
cambios requeridos, pero esto conlleva muchos problemas administrativos, o
muchas réplicas de códigos redundantes, de tal forma que ocasiona desorden y
problemas de integración y capacidad de control de estos cambios (Govea
Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.31).
Para esto existe los sistemas de control de versiones los cuales se encargan de
apoyar a llevar registro de todo el proyecto y los cambios requeridos del mismo,
se le asigna un determinado tiempo y tarea a cada desarrollador el cual debe
cumplir, generando un histórico emitiendo un mensaje con el responsable de las
actualizaciones, y de esta manera se obtiene los últimos cambios sin tener
redundancia. Este sistema también sirve de gran ayuda para la seguridad del
proyecto, ya que en cada cambio solo afecta a la línea de código que es alterada,
y de esta manera se optimiza el tamaño del contenido enviado al servidor
reduciendo el tiempo empleado en proyectos grandes.
La mayoría de trabajo de Realidad Virtual demanda tiempo, por lo cual es
recomendable y correcta la forma de usar control de versiones por la manera de
distribuir todos los elementos involucrados en el proyecto y de esta tener un eficaz
y adecuado control del desarrollo. A continuación, se detallan unas herramientas
que pueden ser usadas como sistema de control para aplicaciones de Realidad
Virtual como son:
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SVN (Subversión)
Git
Mercurial
Bazaar
SUBVERSIÓN (SVN TORTOISE)
En el presente proyecto de titulación, la herramienta utilizada para control de
versiones es Subversión.
Esta herramienta Open Source, es de gran ayuda porque sirve de repositorio que
se pueden guardar todos los cambios producidos por los desarrolladores, de
manera que optimiza al máximo el uso de espacio de disco duro. SVN forma parte
del gran catálogo de Apache Fundation, instalado en el servidor de Linux, en
Ubuntu Server. Subversión puede ser utilizado por personas que se encuentren
en diferentes ordenadores, accediendo al repositorio a través de redes, trabajando
en forma sincronizada y centralizada donde se puede crear, borrar, copiar
carpetas sin alteraciones que puedan afectar el proyecto, por lo cual da la facilidad
de que si se altera algún cambio incorrecto se puede deshacer del mismo y una
de las grandes ventajas que posee es que se puede trabajar grandes cantidades
de archivos generando flexibilidad y progresando más rápido el proyecto (Govea
Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.33).
61
Gráfico 5: Log Subversión
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: VRCHITECTS
EQUIPO DE TRABAJO
El ordenador en donde se va a desarrollar el prototipo posee un sistema operativo
el cual es Windows 10, y para conectarse de forma manejable, transparente y
fácil al servidor de Subversión, el cual es el software Tortoise SVN, cuya
herramienta agregará un Shell gráfico al explorador de archivo y este permitirá
administrar archivos y directorios y adicionalmente permite realizar tareas como:
commit, actualizaciones, ver logs, entre otros.
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SOFTWARE DE DESARROLLO
Actualmente el avance de la tecnología tanto de software como de hardware
permite realizar aplicaciones que demandan bastante rendimiento y potencia
como es la tecnología de la Realidad Virtual, haciéndola en estos momentos de
forma flexible, sencillo y sutil. Para realizar aplicaciones en Realidad Virtual se
requiere de varios programas lo cual serán integrado en un ejecutable, se necesita
personal capacitado en conocimientos de edición de imágenes, videos,
renderización, entre otros y trabajando paralelamente para hacer de manera
rápida y flexible a la vez, estas tecnologías serán corridas bajo un framework
que lo proporciona el fabricante de las HDM (Casco Virtual) de las diferentes
empresas que están en el mercado actualmente.
Los softwares que se van a detallar a continuación son algunos de los cuales que
utilizan para realizar este tipo de aplicaciones:
Cuadro N. 7 : Softwares utilizados para creaciones de aplicaciones de
Realidad Virtual
Motores gráficos VR
Unreal Engine
Unity 3D Engine
CryENGINE
Hero Engine
Source 2
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Lenguaje de programación VR
Blueprints
C++
C#
JavaScript
Modelado/ Edition 3D VR
Blender
Sculptris
Pixexix
Cinema 4D
3DS Max
Ide VR
Mono Develop
Visual Studio
Editores de Texto Sublime
Editores de imágenes (3D)
Gimp
Adobe Photoshop
Krita
3D Maker
Hexels
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Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: (Govea Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017)
EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA REALIDAD VIRTUAL
En la Realidad Virtual existen varios dispositivos utilizados para crear la Realidad
Virtual y estos se pueden clasificar en: Elementos de entrada, elementos de
salidas y el motor de realidad. Los elementos de entrada son aquellos dispositivos
como por ejemplo los guantes virtuales ,los sensores de ubicación o los mouse
3D estos sirven para la interacción con el usuario y son los que se encargan de
recoger la ubicación e información dentro del entorno virtual y la envía a la
computadora , también se puede contar con los elementos de salida por
ejemplo: los audífonos y cascos con visor estos sirven para la audición y para la
visión y son los encargados de extraer la información y mostrarla al usuario y por
último están los elementos de motor de realidad estos son los encargados de
efectuar el ambiente virtual.
CONTROLES DE MOVIMIENTO
Estos elementos son los encargados de enviar información y controlar el ambiente
virtual como por ejemplo ManusVR estos guantes son los encargados de dirigir o
manipular el entorno virtual con las propias manos del usuario; estos dispositivos
son modelados para HTC Vive, pero también funcionan en PlayStation VR y
Oculus. Guest es otra muestra de guantes que ayudan para interactuar con el
entorno esta se basa en colocar sensores en cada dedo para monitorizar sus
movimientos y por último está otro ejemplo como son Dexmo creada por la
compañía Dexta Robotics tienen la apariencia de una mano esquelética y tiene
la ventaja de ser ligera y sentir el tacto, el tamaño de cada objeto (Caldera-
Serrano, J., 2014, p.645).
Editores de audio
Audacity
Recording studio
Sound Editor
Adobe Audition CC
Nero WaveEditor
65
Gráfico 6: Manus VR
Elaboración: virtualrealityaccess
Fuente: (virtualrealityaccess, 2017)
CASCO CON VISOR O HDM
Estos cascos con visor o HMD (Head Mounted Display) en conjunto con un
sistema realiza el seguimiento del usuario en entorno virtual y son los encargados
de sacar información del computador y mostrarla al usuario, para estos cascos
existen diferentes tipos de sistemas como por ejemplo: Oculus Rift posee un casco
que demanda una Pc de alto rendimiento para su ejecución, para consola están
los PlayStation VR estos son razonablemente más baratos que el anterior y
demanda una cámara PlayStation para juegos, al igual que la Oculus, este
sistema llamado HTC Vive requiere de un computador potente pero la ventaja de
las Vive es que el usuario se tiene la libertad para moverse por toda un espacio de
hasta 4 mts y esto es gracias a los sensores infrarrojos que posee y por ejemplo : los
Samsung Gear VR estas son más portables es decir son móviles se ejecutan en
un Smartphone y gracias a ellos se obtiene efectos visuales sorprendentes
(Caldera-Serrano, J., 2014, p.645).
66
Gráfico 7: Casco VR-BOX
Elaboración: Vr-box, 2017
Fuente: vr-box.es
EQUIPOS DE REALIDAD VIRTUAL DE ALTA GAMA
Existen diferentes equipos de Realidad Virtual de alta gama los cuales se han
desarrollo con el tiempo y entre ellos: (Govea Wong, C. J., & Maldonado Arriaga,
L. A., 2017, p.39):
● Oculus VR
● LeapMotion
● Sony Corporation
● HTC
Para correr aplicaciones de alta gama de Realidad Virtual se necesita
ordenadores (Pc) de gran rendimiento, capacidad y potencia, y el uso de HDM
(Casco Virtual) las computadoras requieren mínimos requisitos tales como se
detalla a continuación:
67
Cuadro N. 8 : Requisitos de Pc para Realidad Virtual
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
EQUIPOS DE REALIDAD VIRTUAL MÓVIL
Existen diferentes equipos de realidad utilizados actualmente y entre los más
reconocidos como: (Govea Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.44):
● Google Inc. (Google Cardboard)
● LG
● Asus
● Samsung (Samsung Gear VR)
Para correr aplicaciones de Realidad Virtual móvil se necesita dispositivo o
celulares Android a partir 4.0 en adelante que tengan en sus c aracterísticas
giroscopio, acelerómetro y resolución de pantalla mayor de 720p. Otros
dispositivos como Apple tiene que ser mínimo un IOS 7 en adelante.
Entre los teléfonos inteligente (Smartphone) compatibles para cada tipo de Visores
VR como:
Procesador: Intel TM Core TM i5-4590
Gráficos: NVIDIA GeForceTM GTX1060
Sistema Operativos: Mínimo Windows 7
USB: 2 puertos USB 2.0 (Vive) or 3 puertos
USB 3.0 (Rift)
Salida de Video: Puerto HDMI
Memoria: Mínimo 4GB de memoria RAM
68
Cuadro N. 9 : Tipos de Smartphone compatible con Visores VR
Google Cardboard Samsung Gear VR Google Daydream
Android OS 4.5
iPhone 5S
Galaxy S8 y
S8+
Galaxy S7
Galaxy S6
Galaxy Note 5
Google Pixel
Motorola Moto Z
Huawei Mate 9
Pro
ZTE Axon 7
Galaxy S8
ASUS ZenFone
AR
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: matterport.com, 2017
GRAPHICS ENGINE (ENTORNOS DE TRABAJO)
Al hablar de motor gráfico se refiere al entorno de trabajo de software encargado
de crear y desarrollo aplicaciones o videojuegos. Existen varios motores que
ayuda a la creación de desarrollo como, por ejemplo: Unity, Unreal Engine,
Source 2, Cryengine, etc. Estos motores gráficos ayudan al desarrollo de
aplicaciones para las diferentes consolas o sistemas operativos existentes, como
lo son: Play Station, X Box, Nintendo, Pc, dispositivos móviles (Android, iOS).
Del mismo modo gracias a estos motores se puede desarrollar aplicaciones tanto
de Realidad Virtual y Realidad Aumentada.
Esta herramienta es el núcleo principal del desarrollo de las aplicaciones de
Realidad Virtual cuenta con varias y complejos elementos integrados y posee
subsistemas como se detallan a continuación:
69
Cuadro N. 10 : Subsistemas de los Motores Gráficos
Framework
Editores de Código
Niveles
Sistema de capas
Editor de Viewports
Editor de interfaces
Lenguaje de programación
Sistema de despliegues de ejecutable
Sistema de debugging, entre otros.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: (Govea Wong, C.J., & Maldonado Arriaga, L.A., 2017)
FORMATOS DE ASSETS
En el mundo de la Realidad Virtual existe una gran variedad de formato de
archivos los cuales permiten realizar trabajos de estos tipos. Cada uno de estos
programas como pueden ser los de modelados 3D, audio, texturas, entre otros
tienen su propio formato de archivo interno lo cual permite trabajar en común,
pero cuando se desea importar los Assets termino llamado a las cosas en Unreal
Engine estos elementos necesitan un formato específico que sea compatible con
el motor o herramienta que se esté utilizando, unos de estos formatos
específicos se detallaran a continuación (Govea Wong, C. J., & Maldonado
Arriaga, L. A., 2017, p.45):
AUDIO
● WAV
TEXTURE
● TGA
70
● BMP
● PNG
● JPG
● PSD
● EXR
3D MODELING
● FBX 2016.1
● OBJ
● BLEND
● MAX
Gráfico 8: Formato de Archivo de Textura .jpg
Elaboración: Taringa
Fuente: (Taringa.net, 2015)
71
UNREAL ENGINE
Epic Games, creador y desarrollador del motor gráfico UE4 (Unreal Engine 4), da
su primera aparición en el año de 1998 con el videojuego Unreal, desde ese
entonces ha servido como base y gran apoyo al desarrollo de diferentes
videojuegos de gran talla, como lo es la saga de Bioshock.
Gráfico 9: Logo Unreal Engine
Elaboración: Epic Games
Fuente: (Epic Games Inc., 2017)
Además de eso, las plataformas que oficialmente soportan este motor son:
Windows, Linux, Mac, Android, Nintendo Swicth, Oculus Rift, Xbox One, etc. Este
motor de alta gama tiene una forma de jerarquía donde se contienen carpetas.
Cuadro N. 11 : Pro y Contra de Unreal Engine
Pros Contras
Tiene una gran comunidad para
aprender
Complejo para principiantes
Actualizaciones y mejoras constantes Demanda Hardware potente.
Multiplataforma
Gratuito
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
72
Se utiliza el motor gráfico UE4 no solo por la popularidad que ha ido obteniendo
a lo largo los años, sino más bien por sus pros; entre estos destaca la buena
documentación obtenible no solo desde la página oficial, sino más bien por el
gran aporte de su comunidad en los diferentes sitios y foros donde ayudan y
brindan soluciones que hayan tenido cualquier otro al momento de desarrollar.
Dentro de esto Unreal Engine otorga todas las herramientas dentro de su motor
de forma gratuita. Como lo son: Blueprints y códigos en C++. Así mismo existen
muchos ejemplos gratuitos disponibles desde la tienda de Assets dentro de la
API de Epic Games.
NIVEL (LEVEL UNREAL ENGINE)
El contenedor de los objetos o actores con el que se interactúan en el entorno
virtual se conoce con el nombre de Nivel, en este radican todos los componentes
o elementos con lo que se va a interactuar en el motor gráfico. Principalmente en
los videojuegos cada etapa que se va pasando en el juego se lo conoce con el
nombre de nivel y estos pueden variar de tamaño desde grandes mundos hasta
niveles muy pequeños que contienen unos pocos actores. Para brindar
experiencias deseadas al jugador en Unreal Engine un nivel está compuesto de
mallas estáticas, Volúmenes, luces, Blueprints, etc., los cuales trabajan de forma
conjunto (Epic Games, 2017).
Gráfico 10: Level Unreal Engine
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
73
ACTOR
Un actor es cualquier elemento u objeto que se puede colocar en un nivel y con lo
que se puede interactuar dentro del mundo, a estos se les puede dar funciones,
eventos o métodos con los que pueden responder. Estos objetos llamados
“Actores” son una clase genérica de programación que soportan transformaciones
3D en ellos se pueden trasladar, rotar y dar escalabilidad, estos pueden ser
creados de forma visual como los Blueprints o de forma de código con el lenguaje
C++. Existen diferentes tipos de actores los más comunes son: luces, malla
estática, efectos entre otras, y cada uno de ellos se pueden crear, seleccionar y
modificar colocando en el mundo para visualizarlos y darles los respectivos
comportamientos (Epic Games, 2017).
Gráfico 11: Actor Unreal Engine
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
HERRAMIENTAS Y EDITOR
Todos los instrumentos que cuenta Unreal Engine se llama Herramientas, este
programa también cuenta con editor entre los principales como: Editor de
Niveles, Editor de Materiales, Editor de Blueprints, entre otros. Editor de niveles
es donde se crea el espacio que se van a colocar los actores u objetos o cualquier
otra cosa, es el principal editor que se abre cuando crea un nuevo proyecto. En
cambio, el editor de materiales es donde se crea todo tipo de material que puede
74
tener un actor por ejemplo un material sucio, y otro de los importantes está el
Editor de Blueprints en este se crea los Blueprints es decir se pueden crear nuevos
tipos de actores y darle funcionalidades sin necesidad de escribir en forma de
código C++ (Epic Games, 2017).
EDITOR DE NIVELES
EL lugar donde los niveles se pueden crear, modificar y visualizar se conoce con
el nombre de editor de niveles, este proporciona la funcionalidad de creación de
niveles en donde se colocan a los actores para darle las respectivas propiedades.
Gráfico 12: Level Editor
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
ILUMINACIÓN
Al momento de adentrarse a los motores gráficos, un factor muy importante dentro
de los escenarios (vía para que los mundos obtengan vida) es necesario el uso de
luces; los cuales otorgan una iluminación en todo el entorno gráfico-visual. Por
ejemplo: la iluminación global es aquella que, proyecta luz a todos los objetos
dentro de la escena, dependiendo claro de la superficie o materiales que se
encuentren dentro de la escena.
Dentro de los diferentes tipos de luces existen: las Directional Light, point light,
spot light y Sky Light. Como ya se mencionó, las Directional Lights (Luces
75
direccionales) es usada principalmente como una luz del sol. Los Pont Lights o
focos de luces, emiten luz desde todos los ángulos desde un punto principal. Los
Spots Lights, emiten luz desde un punto principal, pero tienen una limitación, ya
que, estas luces son limitadas a ser un cono. Y los Sky Lights, son aquellos que
capturan los fondos de la escena y le aplica las luces a todos los objetos que existen
en esta.
EDITOR DE MATERIALES
Para empezar, los materiales son Assets que pueden ser aplicados a los objetos
dentro de las escenas, con la finalidad de que estos tengan “color” o un diseño
agradable, claro es, dependiendo de la complejidad con el que este haya sido
realizado.
Estos materiales tienen diferentes valores que pueden ser manipulados, para así
tener una mayor similitud a los colores de la vida real, entre estas opciones
existen: el brillo, mezclas de colores, robustez, etc. De este modo, cuando la luz
del entorno golpea a los objetos (meshes) dentro del nivel estos harán que
interactúen mediante cálculos de donde se obtienen datos, los cuales pueden
variar dependiendo de las texturas o las propiedades que se la haya impuesto en
sus valores.
El editor de materiales es una interfaz gráfica que permite crear y manipular las
características de los materiales para así ser aplicadas a los objetos. El editor de
materiales cuenta con tantas características que podría ser fácil perderse, para
esto, permite la búsqueda de cualquier tipo de nodo, inclusive los comentarios.
Gráfico 13: Material Editor
Elaboración: Epic Games
Fuente: (Epic Games, n.d.)
76
EDITOR DE BLUEPRINTS
El editor de Blueprints brinda la gran funcionalidad de realizar los scripts a base
de nodos en un entorno gráfico. Principalmente, se puede crear y deshacer
redes de nodos de una manera más práctica. Este usa un contexto sensitivo para
el diseño el cual ayuda enormemente a acceder a la funcionalidad de los objetos
necesarios, del mismo modo otorgando gran flexibilidad al momento de realizar
algo convencional.
Este editor incluye gran variedad de herramientas y paneles las cuales son de
gran ayuda al momento de crear arreglos, variables y más. A su vez, cuenta con
gran variedad de debuggers y herramientas de análisis, las cuales otorga
información de los flujos de trabajo de una manera muy veloz y eficaz.
Gráfico 14: Blueprints Editor
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
BLUEPRINTS VISUAL SCRIPTING
El sistema de Blueprints en Unreal es un concepto que usa una interfaz para crear
los elementos del Gameplay junto al editor de Unreal. Utiliza lenguajes definidos
como objetos orientados, clases u objetos del mismo Engine. Este sistema es
extremadamente flexible y a su vez poderoso, brinda a los diseñadores la
oportunidad de diseñar un gran rango de conceptos y herramientas que
normalmente están solo disponibles para los programadores. Además de esto, el
77
editor de Blueprints da la oportunidad de realizar implementaciones en el
lenguaje de C++, para así crear sistemas aún más extensos y complejos.
Gráfico 15: Blueprints Visual Scripting
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
RENDERING AND GRAPHICS
Para el sistema de renderizado dentro de Unreal Engine 4, incluye fuentes de
información para realizar este tipo de acciones, en conjunto a DirectX 11 se puede
predefinir, las sombras, iluminación global, luces o superficies traslucidas y los
posts procesos, así es, como el GPU usando los vectores puede simular estas
características.
GAMEPLAY FRAMEWORK
Para poder demostrar las diferentes partes dentro de la interfaz de Gameplay, es
fácil cómo, imaginar un simple concepto de juegos, donde una persona puede
alcanzar un bonus y vencer al Boss del entorno. La base de esta interfaz se centra
en el Modo de Juego. El modo de juego setea las reglas para cada juego, como
la regla de que cualquier jugador que cruce el final de una línea de meta, es aquel
que gane la carrera.
Un jugador es un componente dentro de un PlayerController, del cual este posee
un peón. El peón es la representación física de un jugador en el juego, del cual el
78
controlador posee al peón y este se le podrá administrar las reglas para su
comportamiento. Por ejemplo: en caso de tener dos peones, estos podrían actuar
en una carrera, siendo así, el ganador podría ser tanto el actor uno como el actor
dos.
Estos peones contienen sus propias reglas para movimientos o cualquier otra
lógica que se le haya establecido, estas funciones pueden también ser incluidas
en un controlador. Los controladores pueden ser, tanto como un jugador humano
o una inteligencia artificial, con control automatizado por el computador. Dicho
esto, se puede tomar la carrera de ejemplo nuevamente, en este caso se es Él
jugador uno, y se compite con el jugador dos, el cual es controlado por el
ordenador.
Las clases más usadas de Gameplay en Unreal Engine son las siguientes que se
detallan a continuación:
● AActor
● UObject
● Pawn
● PlayController
● GameState
● GameMode
● PlayerState, entre otros.
La gran mayoría de objetos que se insertarán en el mundo serán actores que
son instanciados de la clase Aactor, los Uobjets son la base de todos los objetos
que pueden ser instanciados, esto quiere decir que los actores son clases que
heredan de la clase Uobjet, frecuentemente los actores hacen uso de
componentes para añadir funcionalidades mientras los objetos son destinados a
usos más especializados.
79
Gráfico 16: Gameplay framework (Estructura UE4)
Elaboración: Epic Games
Fuente: (Epic Games, 2017)
CLASE BASE DEL PERSONAJE
Un pawn o su significado en español peón es una representación física de un
jugador o en este caso un actor dentro del mundo, llamándose actor a cualquier
objeto que esté involucrado en el proyecto, y este puede ser controlado es decir
posesionado por el usuario o por IA, donde se va a ver visualmente y de igual
manera como este interactúa con el mundo en términos de interacciones físicas
(Epic Games Inc, 2017).
CONTROLADOR DEL JUGADOR
La clase controlador del jugador o PlayController en términos generales es la
interfaz o la conexión entre el usuario que lo está controlando y el pawn. El
PlayController controla la funcionalidad que se le da al pawn, es decir se tiene
que tener en cuenta en la configuración del PlayController es que
funcionalidades debería tener PlayController y que debería tener el Pawn,
porque si hay proyectos más complejos, donde hay múltiples jugadores y
cambiar la capacidad de caracteres en tiempo de ejecución entonces es
preferible solo controlarlo con PlayController porque este decidirá qué hacer para
emitir comandos al Pawn (Epic Games Inc, 2017).
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CLASE ESTADO DEL JUEGO
La clase del estado del Juego o GameState en inglés es el encargado de permitir
al cliente controlar el juego, y tiene como función principal contener toda la
información almacenada el servidor y esta ser replicada por los clientes,
manteniendo todas las maquinas actualizadas y conectadas a medidas que
avanza en el juego.
CLASE MODO DEL JUGADOR
El Modo del Jugador o GameMode es la clase donde se van a definir o
determinar los modos y reglas de ejecución del juego, es decir cualquier control o
eventos que se presente debe de ser definido en esta clase (Epic Games Inc,
2017).
CLASE ESTADO DEL JUGADOR
El Estado del Jugador o PlayerState es la clase la cual va a contener información
específica del usuario, se debe tener en cuenta que, si se está desarrollando una
aplicación en red, esta crea para cada usuario en un servidor y es replicada a
todos los clientes, donde se puede utilizar o mantener los datos y estados cuando
requiera el usuario.
LLAMADAS DE DIBUJO
Draw calls su significado en español llamadas de dibujo, es el punto de
consideración de cualquier motor gráfico, ya que permite verificar las llamadas que
hace la GPU a la CPU por cada elemento a dibujar en pantalla. En todo ordenador
por más potente que sea se ve afectado el CPU por las grandes cantidades de
instrucciones por ciclo que debe procesar, ancho de banda entre otros. Unas de
las razones que se puede ver afectado el rendimiento de la aplicación en
Realidad Virtual es cuando se tiene instanciado varios objetos con diferentes
texturas incrementando la carga al drive de la gráfica. Existen diferentes
métodos para ayudar a mejorar el rendimiento de las aplicaciones que pueden
ser afectadas, los cuales se lo detallan a continuación:
81
Cuadro N. 12 : Métodos o Técnicas para el mejor rendimiento en los Draw
calls
Métodos para el Rendimiento
Combinación de texturas
Uso de oclusión de objetos
Shares optimizados y simples
Combinación de mallas, entre otras
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
Gráfico 17: Draw calls in Unreal Engine
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
82
BLUEPRINTS
Blueprints o nodos visuales es un sistema encargado de darle la funcionalidades
a todos los demás objetos que no son el nivel, en unreal engine los nodos
visuales es una gran caracteristica que posee el motor gráfico ya que permite
con gran facilidad y entendimiento las creaciones de funcionalidades o acciones
dentro del entorno. Los blueprints son códigos visuales y gráficos que posee
unreal engine el cual está basado en el lenguaje de programación C++, y estos
facilitan la programación a los desarrolladores o los que no son, porque no
tendrán que lidiar con código o recopilación de información por cada cambio,
sino que estos nodos generan bytecode los cuales permitirán correr sobre una
máquina virtual (Govea Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.52).
Gráfico 18: Blueprints
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
MATERIALES
Elemento encargado de determinar como lucirá un objeto se conoce con el
nombre de Materiales. Crear e interactuar con los materiales esenciales para los
proyectos de GoogleVR, es muy similar como, crear y diseñar materiales para
otro tipo de proyecto. Al usar el editor de materiales para crearlos, se pueden
encontrar muchos nodos de donde se puede usar diferentes tipos de
83
características en sus conexiones. Ahora bien, para trabajar con las
características de los materiales que funcionen correctamente con GoogleVR y el
hardware, se los va a detallar en la siguiente tabla.
Cuadro N. 13 : Características de Materiales
Material Input Description
Base Color Define el color del material.
Roughness Define que tanta desigualdad o suavizado existe en el
material.
Metallic Define que tan metálico es el material.
Specular Define la intensidad de la reflección o a su vez que tan
brillante es el material.
Normal Agrega una superficie detallada, las cuales pueden ser
moldeadas para ser suavizadas o planas.
Emissive Ayuda a partes del material agregarle resplandor, los cuales
pueden emitir luces.
Opacity Ayuda a definir qué tan translúcido un pixel puede ser, desde
0.0 a 1.0
Opacity Mask Permite que los píxeles sean completamente
opacos o invisibles
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
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Gráfico 19: Materials en Unreal Engine
Elaboración: Fanny Mieles
Fuentes: Datos del Proyecto
GOOGLE VR EN UNREAL
Para adentrarse a lo que es Google VR en Unreal Engine, se tiene que ver una
pequeña introducción a Android, para esto se necesita una versión especial de
Kit de desarrollo de softwares de Android (SDK) llamado “CodeWorks for
Android”. Esta versión es la que permitirá de manera más práctica el desarrollo de
proyectos para Android en Unreal.
Ahora bien, para construir una aplicación móvil de VR usando Unreal, se
necesita el uso de GoogleVR Plugin. El cual nativamente permite el soporte para
el desarrollo de aplicaciones sea para Daydream como para Cardboard. Esto
ayuda a que la producción y calidad de estas aplicaciones, introduzca el uso de
controles, diseños nuevos, nuevas vías de renderizados, optimizaciones y más.
85
Gráfico 20: Google VR (Cardboard) en Unreal
Elaboración: Google VR
Fuente: (Google VR, n.d.)
SDK GOOGLE VR IN UNREAL ENGINE
Existe una gran variedad de framework, pero hay uno en especial para desarrollo
de aplicaciones móviles de dispositivos de bajo recursos y económicos, como lo
es Google VR SDK (Software Development Kits) y su significa en español Kit de
desarrollo de software de Google VR.
Este framework OpenSource es altamente usado y disponible tiene como ventaja
principal tener de soporte a una empresa reconocida e importante como
GOOGLE, este framework consiste en un conjunto de herramientas y librerías que
concede toda la funcionalidad para realizar aplicaciones de Realidad Virtual para
Smartphone o dispositivos tanto Android como IOS en Unreal Engine. Unreal
Engine admite nativamente la creación de aplicaciones Daydream y Cardboard.
ANDROID SDK
Android SDK incluye herramientas necesarias para dar los primeros pasos
programando en plataforma como Cardboard. Google es una de las empresas que
ofrecen de forma gratuita los SDK y las API que se tiene que tener en
consideración que el mínimo requerimientos que se necesita es el API 19 y la API
22, en versiones de Android y IOS, y estos SDK deben de ser configurados
correctamente las versiones de API para motores gráficos como Unreal Engine 4
(Govea Wong, C. J., & Maldonado Arriaga, L.A., 2017, p.66).
86
ANDROID NDK
Android NDK por sus siglas en inglés (Native Development Kit) es un conjunto de
herramientas que forman parte del SDK de Android, que permite desarrollar e
implementar aplicaciones de Realidad Virtual usando código de nivel como C,
C++ y ASM entre otros. Incluye bibliotecas compiladas la cual permite usar para
realizar compilaciones o de tu propio código fuente, estas herramientas son
requeridas por Google VR y Daydream para ingresar a funciones de hardware
que no se encuentra en el SDK por motivos de rendimiento (Govea Wong, C.J., &
Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.66).
CARDBOARD
La transformación de un Smartphone con Android en una plataforma de Realidad
Virtual y un cartón plegable con dos lentes, es la premisa de Google Cardboard,
la plataforma de VR, encargada de garantizar la cohesión, comodidad y
exclusión de la luz, para personas con lentes o sin lentes exclusiva y compatible
con Android y IOS.
Cardboard fue la primera edición o módulo de VR el cual fue creado en el 2014
por Google, esta herramienta está hecha de cartón, plástico, otros materiales y no
requiere de hardware. Este casco de cartón ayuda a experimentar y explorar
aplicaciones que despliegue un mundo nuevo a tu alrededor.
Existen métodos de entrada que ayudan a la interacción con dispositivo y el
usuario y esta se detalla a continuación:
● Magneto
● Control Remoto
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Gráfico 21: Cardboard (Casco de Cartón)
Elaboración: Google Vr Inc.
Fuente: (Google VR Inc., n.d.)
CONTROL INCORPORADO EN LOS CARDBOARD O MAGNETO
Este método de entrada usualmente viene incorporado en los cascos de cartón o
de plásticos VR los cuales son fabricados y emitidos por Google, el cual consiste
en emitir y activar una acción sencilla de respuesta y esta ayuda a la interacción
con el usuario y el dispositivo.
Gráfico 22: Usuario utilizando Magneto para Cardboard
Elaboración: It/Innovations, 2017
Fuente: itusers. today
88
CONTROL REMOTO (GAMEPAD)
Este otro tipo de método de entrada son utilizados por otros modelos de casco de
VR los cuales vienen integrados en el Packages, el cual tiene como funcionalidad
de un apuntador virtual a diferencia que se presiona un botón para activar las
acciones que requiere el usuario.
Existen dos configuraciones para el funcionamiento del control remoto para
Realidad Virtual como se detalla a continuación:
● Mandos de Juegos
● Teclado / Mouse
Gráfico 23: GamePad
Elaboración: Vr-box, 2017
Fuente: vr-box.es
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VR PERFORMANCE FEATURES
AL momento de desarrollar aplicaciones en Realidad Virtual, siempre se debe
tomar en cuenta que se debe dar la mejor experiencia posible. Con esto se puede
hablar de las siguientes vías de mejora como lo son las opciones de Rendering.
Esta herramienta combinada gracias a Unreal Engine y GoogleVR puede llegar a
construir las mejores experiencias inmersivas, conlleva varias características por
lo cual los hardware obtendrían limitaciones Del mismo modo los dispositivos
móviles tendrían muchas limitaciones, en tal caso, los requerimientos para
GoogleVR no son más que unas extras de opciones que deberían ser
consideradas.
Monoscopic Far Field: Esta es una característica de render avanzado, el cual
permite el construir aplicaciones en Unreal Engine 4, generalmente el Campo
Monoscópico, otorga mejoras al rendimiento de niveles, teniendo así objetos
lejanos que son renderizados en uno de los dos ojos.
Post Processing: El demandante requerimiento de render que se requiere para
GoogleVR, varias características de Post procesos lastimosamente no funcionan.
De la gran variedad existente, solo se puede usar para el desarrollo de GoogleVR
el “Auto Exposure”, el cual sirve para incrementar o reducir el brillo dentro de las
escenas.
Customized UVs: Esto permite realizar ciertas operaciones en las sombras, así
mismo, ofrece excelentes vías para realizar simples cosas como la manipulación
de los UV. Siempre que sea posible, hay que estar seguro de toda la
manipulación de los UV. Especialmente cuando se desarrolla contenido para
GoogleVR.
Reflections: GoogleVR no soporte espacios de pantalla reflectivos, lo que
significa que sólo podrá generarse reflejos que provengan de los actores que han
sido añadidos al nivel. Además, hay que tener en cuenta que los reflejos de los
actores no serán muy bien detallados si el hardware está limitado.
Preparar contenido para GoogleVR: Cuando se recrea el contenido artístico
para los proyectos de GoogleVR, hay varias cosas a considerar, por ejemplo, que
90
pueda reproducir el proyecto lo más fluido posible.
Limitaciones: Ciertas restricciones de hardware proveniente de los teléfonos
móviles, se debe a cuando se crean los proyectos no se sigue las reglas
correctamente e implicaría que el proyecto no funcione. Por ejemplo: Los tipos de
objetos no deben pasar de los 65.000 vértices, y los modelos esqueléticos no
deben superar los 75 huesos.
Consideración de los objetos: Cuando se crean objetos para los proyectos de
GoogleVR hay que tomar en cuenta que:
● Usar la menor cantidad de IDs Materials en los objetos 3d para reducir los
Draw calls.
● Asegurar el LODs en los objetos estáticos.
● Tratar de manejar un ambiente Low Poly.
● Tratar de usar Impostor Sprites, con la finalidad de reemplazar los objetos
estáticos, para así, efectuar un render más rápido y óptimo.
Consideración de las texturas: Al momento de crear las texturas a usar dentro
de los proyectos de GoogleVR, la siguiente información será de gran ayuda:
● Las texturas no deben ser más grandes que 2048 pixeles, tanto para las
dimensiones en X como en Y.
● El tamaño de las texturas debe estar en un rango de múltiplo de 2^2. Por
ejemplo: Si tiene una medida de 128, 256, 512 o 1024, pero no de 1000, 239,
569.
● Es recomendable que no más de 128 MB de texturas sean cargadas al mismo
tiempo.
● Preferible el uso de texturas cuadradas, sea igual en su altura como anchura
ej.: 1024 x 1024.
91
LOD
LOD por sus siglas en inglés (Level Of Detail) son niveles de detalle que son muy
utilizadas para aplicarla como método que crean diferentes modelos del mismo
objeto con diferentes cantidades de triángulos, con shaders y modelos más
sencillos para reducir la resolución de los mismo ya que al dibujar gran cantidad
de detalles en objetos que usan miles de triángulos y polígonos, al alejar la
cámara se pierden los detalles por lo cual involucra mayor rendimiento en la
aplicación, es por estos motivos que los LOD son eficaces ya que permiten
incrementar la cantidad de detalle sin descartar la calidad final de la experiencia
de la aplicación (Govea Wong, C.J., & Maldonado Arriaga, L. A., 2017, p.70).
PACKAGING AND COOKING GAMES
Antes de que un proyecto pueda ser distribuido a los usuarios, este debe ser
apropiadamente empaquetado. El empaquetamiento asegura que, todo el código
y contenido se encuentra debidamente funcional en la plataforma establecida.
Hay que tomar en cuenta que, cuando se modifica el código fuente, este deberá
ser compilado en primera instancia. Luego, podrá elegirse la plataforma a la cual
será exportada, luego, al final podrá ser compilado y empaquetado para ser
distribuido a la plataforma deseada, por ejemplo: Un instalador de Windows.
Por ejemplo, para correr el juego o software empaquetado deberá tomarse el
directorio de salida. Estos serán ubicados dentro de un subdirectorio basado en
dicha plataforma, como, por ejemplo: C:
Users/Fanny/Documentos/JuegoVRGoogle, del mismo modo se encontrará el
ejecutable dentro de la carpeta “JuegoVRGoogle, C:
Users/Fanny/Documentos/JuegoVRGoogle/WindowsNoEditor/.
En este subdirectorio se encontrarán los diferentes tipos de ejecutables, sea
instaladores .bat, juegos iOS. opa, ejecutables de Windows .exe o en este caso,
ejecutable de Android. Pak. Para Android deberá crearse una llave de registro, el
cual guardará la información proveniente de la app. En caso de que se apliquen
cambios a estos archivos, este lo hará a todos los proyectos.
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Gráfico 24: Creating Packages
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
CONOCIMIENTOS DE OPTIMIZACIÓN PARA APLICACIONES VR
Al desarrollar aplicaciones 3D interactivas que se ejecutan en Realidad Virtual es
necesario seguir un estricto plan de optimización, especialmente si es un aplicativo
que corre en dispositivos móviles.
De estos puntos se menciona los más importantes para tener en cuenta para
que la experiencia optima y agradable para el usuario final.
CUADROS POR SEGUNDO
Por sus siglas en inglés, FPS (Frames Per Second) o cuadros por segundo en su
traducción al español hace referencia a la cantidad de veces que la imagen 3D se
va a actualizar en el tiempo dado en segundo en base a la frecuencia de refresco
de la pantalla.
En equipos VR que utilizan pcs los fps mínimos requeridos para una experiencia
aceptable son 90 cuadros por segundo, pero en esta experiencia móvil que se
ejecutan en dispositivos móviles compatibles con Google Cardboard VR estos
pueden ser 45 – 60 (deseando que este último sea el objetivo óptimo).
Lograr esto es un desafío ya que no solo se procesan todos los objetos 3D en
cada refresco, en Realidad Virtual la imagen se duplica para generar un
desplazamiento por cada ojo, lo cual en esencia duplica la carga grafica e
incrementa las llamadas generadas al CPU del celular.
93
DETALLES DE TRIÁNGULOS Y POLÍGONOS PROGRAMA
La calidad de las mallas 3D de los objetos afectan de forma directa al rendimiento
del programa.
Unreal Engine para GoogleVR admite hasta 65.000 triángulos por objeto, no se
debe exceder ese número. Otro proceso que forma parte de la reducción del uso
de recursos es la combinación de mallas, Al reducir el número de objetos
individuales se necesitan realizar menos pedidos de dibujado al procesador lo cual
reduce la carga del renderer, lo que se traduce en un incremento de fps.
PANTALLA DE ALTA RESOLUCIÓN
Para una experiencia cómoda a la vista las aplicaciones de Realidad Virtual
requieren de pantallas con una alta densidad de pixeles, en dispositivos móviles
estas deben exceder los 1080p, siendo optimas 2K y 4K.
Sin embargo, esto no es suficiente para asegurar que la calidad de imagen es
optimiza, por lo que el uso de antialiasin, por lo que es requerido que se use MSAA
x2 como mínimo, llegando a valores más elevados si el hardware del dispositivo
lo permite.
SOFTWARE 3D
El uso de los Softwares 3D es muy importante para el desarrollo de videojuegos o
aplicaciones que requieran el uso de estos, ya que, estos brindan la oportunidad
de crear objetos a partir de la necesidad, sea desde pequeñas piedras hasta
edificios futuristas totalmente complejos.
94
Gráfico 25: Software Modelado 3D (3ds Max)
Elaboración: 2acad
Fuente: (2acad.es, n.d.)
MALLAS 3D
Las mallas son objetos tridimensionales que constan con vértices, caras y aristas,
las cuales usan representaciones triangulares, cuadriláteras o poligonales para
definir formas 3D. Estos modelos pueden ser modificados de infinitas maneras,
por ejemplo, pueden aplicarse diferentes divisiones entre caras o aristas, así
mismo, mayores niveles de suavizado.
Gráfico 26: Malla 3D
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
95
BLENDER
Blender es un software gratuito Open Source, soporta tranquilamente cualquier
tipo de flujo de trabajo en ambientes 3D, desde las: Animaciones, simulaciones,
render, modelamiento, compositing y motion tracking. Blender es un proyecto
público desarrollado por cientos de personas alrededor del mundo (Blender,
2017).
Gráfico 27: Blender
Elaboración: Blender
Fuente: (Blender.org)
GIMP
GIMP (GNU IMAGE MANIPULATION PROGRAM), su significado en español
programa de manipulación de imágenes GNU es un software Open Source que
ayuda a la edición y modelado de imágenes digitales 3D, está respaldado y forma
parte de la licencia GNU. Este editor ayudara a realizar las imágenes para los
proyectos que se realizan en Realidad Virtual, es decir en el motor Unreal Engine
(Gimp.es, 2017).
96
VISUAL STUDIO
Actualmente el motor gráfico Unreal Engine 4, está diseñado para integrarse sin
ningún efecto o problema a Visual Studio, el cual tiene como objetivo permitir de
forma rápida y sencilla los cambios de código en los proyectos de tal manera que
se pueda visualizar los resultados de forma inmediata después de su compilación.
Esta configuración es de gran ayuda para mejorar la eficiencia, rendimiento y
experiencia general de los usuarios y de igual manera para los desarrolladores.
Este tiene como lenguaje nativo C++.
AUDICITY
Audacity es una aplicación OpenSource multiplataforma, en la que tiene como
funcionalidad editar audio, y se puede realizar grabaciones en tiempo real, está
distribuida bajo la licencia GPL. Entre los diferentes formatos de archivos que se
pueden realizar las ediciones como: MP3, WAV, WNP, LOF, entre otras. Además
de realizar ediciones, también convierte los formatos de tipo audio, importa
archivos y agrega efectos de sonidos.
97
FUNDAMENTACIÓN LEGAL
CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR
TÍTULO II
DERECHOS
Capitulo Segundo
Derechos del buen vivir
Sección V
Educación
Art. 26. - La educación es un derecho de las personas a lo largo de su vida y un
deber ineludible e inexcusable del Estado. Constituye un área prioritaria de la
política pública y de la inversión estatal, garantía de la igualdad e inclusión social
y condición indispensable para el buen vivir. Las personas, las familias y la
sociedad tienen el derecho y la responsabilidad de participar en el proceso
educativo.
Art. 29. - El Estado garantizará la libertad de enseñanza, la libertad de cátedra
en la educación superior, y el derecho de las personas de aprender en su propia
lengua y ámbito cultural.
Capítulo tercero
Derechos de las personas y grupos de atención prioritaria
Sección VI
Personas con discapacidad
Art. 47. - El Estado garantizará políticas de prevención de las discapacidades y,
de manera conjunta con la sociedad y la familia, procurará la equiparación de
oportunidades para las personas con discapacidad y su integración social. Se
reconoce a las personas con discapacidad, los derechos a:
98
1. La atención especializada en las entidades públicas y privadas que presten
servicios de salud para sus necesidades específicas, que incluirá la provisión de
medicamentos de forma gratuita, en particular para aquellas personas que
requieran tratamiento de por vida.
2. La rehabilitación integral y la asistencia permanente, que incluirán las
correspondientes ayudas técnicas.
3. Rebajas en los servicios públicos y en servicios privados de transporte y
espectáculos.
4. Exenciones en el régimen tributario.
5. El trabajo en condiciones de igualdad de oportunidades, que fomente sus
capacidades y potencialidades, a través de políticas que permitan su
incorporación en entidades públicas y privadas.
6. Una vivienda adecuada, con facilidades de acceso y condiciones necesarias
para atender su discapacidad y para procurar el mayor grado de autonomía en su
vida cotidiana. Las personas con discapacidad que no puedan ser atendidas por
sus familiares durante el día, o que no tengan donde residir de forma permanente,
dispondrán de centros de acogida para su albergue.
7. Una educación que desarrolle sus potencialidades y habilidades para su
integración y participación en igualdad de condiciones. Se garantizará su
educación dentro de la educación regular. Los planteles regulares incorporarán
trato diferenciado y los de atención especial la educación especializada. Los
establecimientos educativos cumplirán normas de accesibilidad para personas
con discapacidad e implementarán un sistema de becas que responda a las
condiciones económicas de este grupo.
8. La educación especializada para las personas con discapacidad intelectual y
el fomento de sus capacidades mediante la creación de centros educativos y
programas de enseñanza específicos.
9. La atención psicológica gratuita para las personas con discapacidad y sus
familias, en particular en caso de discapacidad intelectual.
99
10. El acceso de manera adecuada a todos los bienes y servicios. Se
eliminarán las barreras arquitectónicas.
11. El acceso a mecanismos, medios y formas alternativas de comunicación,
entre ellos el lenguaje de señas para personas sordas, el oralismo y el sistema
braille.
TÍTULO VI
RÉGIMEN DE DESARROLLO
Capítulo sexto
Trabajo y producción
Sección Segunda
Tipos de propiedad
Art. 321.- El estado reconoce y garantiza el derecho a la propiedad en sus formas
pública, privada, comunitaria, estatal, asociativa, cooperativa, mixta, que deberá
cumplir su función social y ambiental.
Art. 322. - Se reconoce la propiedad intelectual de acuerdo con las condiciones
que señale la ley. Se prohíbe toda forma de apropiación de conocimientos
colectivos, en el ámbito de las ciencias, tecnologías y saberes ancestrales. Se
prohíbe también la apropiación sobre los recursos genéticos que contienen la
diversidad biológica y la agrobiodiversidad.
TITULO VII
RÉGIMEN DEL BUEN VIVIR
Sección primera Educación
Art.343.- El sistema nacional de educación tendrá como finalidad el desarrollo de
capacidades y potencialidades individuales y colectivas de la población, que
posibiliten el aprendizaje, y la generación y utilización de conocimientos, técnicas,
saberes, artes y cultura. El sistema tendrá como centro al sujeto que aprende, y
funcionará de manera flexible y dinámica, incluyente, eficaz y eficiente.
100
El sistema nacional de educación integrará una visión intercultural acorde con la
diversidad geográfica, cultural y lingüística del país, y el respeto a los derechos de
las comunidades, pueblos y nacionalidades.
Art.346. - Existirá una institución pública, con autonomía, de evaluación integral
interna y externa, que promueva la calidad de la educación.
Art.348. - La educación pública será gratuita y el Estado la financiará de manera
oportuna, regular y suficiente. La distribución de los recursos destinados a la
educación se regirá por criterios de equidad social, poblacional y territorial, entre
otros.
El Estado financiara la educación especial y podrán apoyar financieramente a la
educación fiscomisional, artesanal y comunitaria, siempre que cumplan con los
principios de gratuidad, obligatoriedad e igualdad de oportunidades, rindan
cuentas de sus resultados educativos y del manejo de los recursos públicos, y
estén debidamente calificadas, de acuerdo con la ley. Las instituciones Educativas
que reciban financiamiento público no tendrán fines de lucro.
La falta de transferencia de recursos en las condiciones señaladas será
sancionada con la destitución de la autoridad y de las servidoras y servidores
públicos remisos de su obligación.
Art.349. - El Estado garantizara al personal docente, en todos los niveles y
modalidades, estabilidad, actualización, formación continua y mejoramiento
pedagógico y académico; una remuneración justa, de acuerdo con la
profesionalización, desempeño y méritos académicos. La ley regulará la carrera
docente y el escalafón; establecerá un sistema nacional de evaluación del
desempeño y la política salarial en todos los niveles. Se establecerán políticas de
promoción, movilidad y alternancia docente.
Art. 350. - El sistema de educación superior tiene como finalidad la formación
académica y profesional con visión científica y humanista; la investigación
científica y tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y difusión de los
saberes y las culturas; la construcción de soluciones para los problemas del país,
en relación con los objetivos del régimen de desarrollo.
101
LEY DE PROPIEDAD INTELECTUAL
Registro Oficial Suplemento 426 de 28-dic.-2006
Última modificación: 10-feb.-2014
Estado: Vigente
Art.1.- El Estado reconoce, regula y garantiza la propiedad intelectual adquirida
de conformidad con la ley, las Decisiones de la Comisión de la Comunidad Andina
y los convenios internacionales vigentes en el Ecuador.
La propiedad intelectual comprende:
1. Los derechos de autor y derechos conexos.
2. La propiedad industrial, que abarca, entre otros elementos, los siguientes:
a) Las invenciones;
b) Los dibujos y modelos industriales;
c) Los esquemas de trazado (topografías) de circuitos integrados;
d) La información no divulgada y los secretos comerciales e industriales;
e) Las marcas de fábrica, de comercio, de servicios y los lemas comerciales;
f) Las apariencias distintivas de los negocios y establecimientos de comercio;
g) Los nombres comerciales;
h) Las indicaciones geográficas; e,
i) Cualquier otra creación intelectual que se destine a un uso agrícola,
industrial o comercial.
3. Las obtenciones vegetales.
Las normas de esta Ley no limitan ni obstaculizan los derechos consagrados por
el Convenio de Diversidad Biológica, ni por las leyes dictadas por el Ecuador sobre
la materia.
102
Art. 2. - Los derechos conferidos por esta Ley se aplican por igual a nacionales y
extranjeros, domiciliados o no en el Ecuador.
Art. 3. - El Instituto Ecuatoriano de la Propiedad Intelectual (IEPI), es el
Organismo Administrativo Competente para propiciar, promover, fomentar,
prevenir, proteger y defender a nombre del Estado Ecuatoriano, los derechos de
propiedad intelectual reconocidos en la presente Ley y en los tratados y
convenios internacionales, sin perjuicio de las acciones civiles y penales que
sobre esta materia deberán conocerse por la Función Judicial.
LEY DE PROPIEDAD INTELECTUAL
Registro Oficial Suplemento 426 de 28-dic.-2006
Última modificación: 10-feb.-2014
Estado: Vigente
LIBRO I
TITULO I
DE LOS DERECHOS DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS
Capítulo I
Del derecho de autor
Sección V
Disposiciones generales sobre ciertas obras
Parágrafo Primero
De los programas de ordenador
Art. 28. - Los programas de ordenador se consideran obras literarias y se
protegen como tales. Dicha protección se otorga independientemente de que
hayan sido incorporados en un ordenador y cualquiera sea la forma en que estén
expresados, ya sea en forma legible por el hombre (código fuente) o en forma
legible por máquina (código objeto), ya sean programas operativos y programas
103
aplicativos, incluyendo diagramas de flujo, planos, manuales de uso, y en
general, aquellos elementos que conformen la estructura, secuencia y
organización del programa.
Art. 29. - Es titular de un programa de ordenador, el productor, esto es la
persona natural o jurídica que toma la iniciativa y responsabilidad de la
realización de la obra. Se considerará titular, salvo prueba en contrario, a la
persona cuyo nombre conste en la obra o sus copias de la forma usual.
Dicho titular está además legitimado para ejercer en nombre propio los derechos
morales sobre la obra, incluyendo la facultad para decidir sobre su divulgación.
El productor tendrá el derecho exclusivo de realizar, autorizar o prohibir la
realización de modificaciones o versiones sucesivas del programa, y de
programas derivados del mismo.
Las disposiciones del presente artículo podrán ser modificadas mediante acuerdo
entre los autores y el productor.
Art. 30. - La adquisición de un ejemplar de un programa de ordenador que haya
circulado lícitamente, autoriza a su propietario a realizar exclusivamente:
a) Una copia con la versión del programa legible por máquina (código objeto)
con fines de seguridad o resguardo;
b) Fijar el programa en la memoria interna del aparato, ya sea que dicha
fijación desaparezca o no al apagarlo, con el único fin y en la medida necesaria
para utilizar el programa; y,
c) Salvo prohibición expresa, adaptar el programa para su exclusivo uso
personal, siempre que se limite al uso normal previsto en la licencia. El
adquirente no podrá transferir a ningún título el soporte que contenga el
programa así adaptado, ni podrá utilizarlo de ninguna otra forma sin autorización
expresa, según las reglas generales.
Art. 31. - No se considerará que exista arrendamiento de un programa de
ordenador cuando éste no sea el objeto esencial de dicho contrato. Se considerará
que el programa es el objeto esencial cuando la funcionalidad del objeto materia
104
del contrato, dependa directamente del programa de ordenador suministrado con
dicho objeto; como cuando se arrienda un ordenador con programas de ordenador
instalados previamente.
Art. 32.- Las excepciones al derecho de autor establecidas en los artículos 30 y
31 son las únicas aplicables respecto a los programas de ordenador. Las normas
contenidas en el presente Parágrafo se interpretarán de manera que su aplicación
no perjudique la normal explotación de la obra o los intereses legítimos del titular
de los derechos.
PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE
¿De qué manera la Realidad Virtual ayuda al sistema educativo con respecto al
aprendizaje de los estudiantes y como contribuye en el rendimiento de los
mismos?
DEFINICIONES CONCEPTUALES
SVN. - Abreviación para Apache Subversión.
VR. - abreviación para Virtual Reality (Realidad Virtual).
HMD. - Abreviación para Head Mounted Display (pantalla montada en la
cabeza).
C++. - Lenguaje de programación que permite la manipulación de objetos.
C#. - Lenguaje de programación orientado a objeto desarrollado y estandarizado
por Microsoft como parte de su plataforma.
IDE. - Abreviatura de Integrated Development Environment (Entorno de
Desarrollo Integrado).
3D. - Abreviación para imágenes tridimensionales creados por el ordenador.
HTC. - Abreviación para la compañía Hight Tech Computer.
WAV. - Formato digital para audio de alta calidad.
TGA. - Formato digital para imagen de alta calidad.
105
FBX. - Formato de archivo 3D son exportable creado por el programa 3DS Max
que es muy utilizado en múltiples Open Source entre otros.
UE. - Abreviación para Unreal Engine.
API. - Abreviación para Aplication Programming Interface (Interfaz
de programación de aplicaciones).
SDK. – Abreviación de Software Development Kit (Conjunto de herramientas de
Desarrollo).
GPU. - Abreviación de Graphics Processing Unit (Unidad de Procesamiento de
Gráficos.
STARTUP. – es un organismo de manera temporal que se crea cuando la
empresa está en busca del desarrollo para que sea rentable, este organismo
reúne conjuntos de ideas e hipótesis para buscar bases sustentables, pero
desconocen los ingresos que puedan generar.
KANBAN. – Metodología ágil comúnmente utilizado en proyecto de videojuegos,
la cual se encarga en obtener el máximo rendimiento del flujo de trabajo, esta
metodología realiza las tareas propuestas en el proyecto paralelamente.
106
CAPÍTULO III
PROPUESTA TECNOLÓGICA
Este trabajo de titulación tiene como propuesta el desarrollo de un prototipo
basado en Realidad Virtual como apoyo académico en la asignatura Ciencias
Naturales del Quinto Año de Educación Básica en la Unidad Educativa San
Ignacio de Loyola y se tiene convicción de que esta propuesta es viable y resulta
necesario para la contribución en el rendimiento académico, mejoramiento en el
aprendizaje y motivación de los estudiantes. Para demostrar la garantía de este
proyecto tecnológico, es importante la ejecución de un análisis de factibilidad
que demuestre y evidencie las condiciones de técnicas, económicas, operacional
y legal para la realización de la propuesta.
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
El presente proyecto tecnológico es factible de realizar porque se cuenta con todos
las herramientas de tipo hardware y software y la predisposición de los docentes
como estudiantes para manejar nuevas tecnologías ya que estas ayudarán al
aprendizaje óptimo de los estudiantes, este estudio de viabilidad se centra en
varias etapas como son: técnicos, legales, tecnológicos y económicos. Este
análisis permite y ayuda a tener una perspectiva del proyecto y desarrollar
nuevas ideas o alternativas de solución, evaluando tanto los aspectos positivos y
negativos del proyecto para así mejorarlo y en un futuro poder implementarlo.
FACTIBILIDAD OPERACIONAL
Este proyecto cuenta con el apoyo de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola,
la cual permitirá realizar las pruebas de campo y de igual manera se cuenta con
el apoyo incondicional de la Startup VRCHITECTS la cual se encuentra en proceso
de aceleración permitiendo con el desarrollo de prototipo, el cual trata de contribuir
al sistema educativo por medio de Realidad Virtual para el aprendizaje de los
estudiantes en la asignatura ciencias naturales, y además de ser refuerzo para la
enseñanza del docente, además de contar la disponibilidad de tiempo y recursos
de la startup.
107
FACTIBILIDAD TÉCNICA
La factibilidad técnica se especializa en identificar los softwares disponibles y
hardware necesario para la realización y desarrollo del prototipo de aplicaciones
de Realidad Virtual. Ante la pregunta de ¿Cómo desarrollar este proyecto? Se
pone a relevancia que se revisaron herramientas tanto de hardware como de
software idóneos para este tipo de proyectos.
Para el desarrollo de este proyecto tecnológico se han utilizados implementos
como se muestra a continuación:
SOFTWARE
Cuadro N. 14 : Softwares
Áreas Alternativas Disponibilidad
Motores Gráficos Unreal Engine Software Libre
Sistema Operativo Windows 10 Software Comercial
Modelado/Edición 3D Blender Software Libre
IDE Mono DEVELOP Software Libre
Edición Audio Audacity Software Libre
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
La programación en Unreal Engine está basada en C++ y en Blueprints, para el
desarrollo del prototipo basado en Realidad Virtual, siendo esta una herramienta
Open Source es decir gratuita.
Para la edición del audio se utiliza Audacity un programa Open Source, que
ayudará a la realización de grabación en tiempo real y ediciones de audio, esta
herramienta está distribuida bajo la licencia GPL.
Y para la edición y modelado 3D se utiliza de manera principal la aplicación
Blender, que además del modelado sirve para la renderización, iluminación y
creación de gráficos tridimensionales, y es Open Source por lo que es totalmente
factible para este desarrollo.
108
HARDWARE
Las características del equipo que se usaron en el desarrollo del prototipo
basado en Realidad Virtual son:
Cuadro N. 15 : Hardware
Equipos Características / Componentes
Workstation
Procesador: Core i7 6700
Memoria: 8GB
GPU: NVIDIA GTX 1080
HDM Google Cardboard VR-
BOX
Smartphone Android 4.0 o un IOS 7 como mínimo.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
FACTIBILIDAD LEGAL
La factibilidad legal se basa en las revisiones de leyes y reglamentos del país que
destaquen los aspectos positivos del proyecto, por lo cual se tiene que tener claro
que el desarrollo de un proyecto, cualquiera que este sea, no debe afectar los
aspectos ambientales, ni con la integridad de ninguna personal o terceros, más
bien la contribución con la inclusión la cual está respaldada en el artículo 47. de la
constitución ecuatoriana.
El desarrollo de este prototipo está respaldado bajo la constitución del ecuador
descrita en la Ley de Propiedad Intelectual, de los programas de ordenador en el
artículo 28, donde indica que el proyecto está protegido por la forma de expresión
de la obra sea código fuente u objeto.
La Universidad de Guayaquil, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas, La
Carrera Ingeniería en Sistema Computacionales queda con todos los derechos del
proyecto la cual se almacenará en la biblioteca de la carrera, la cual subirá el
archivo al repositorio de la Universidad este proceso está respaldado por el
109
artículo 29 de la misma ley donde indica que el titular del programa es la persona
natural o jurídica que toma la iniciativa y responsabilidad de la misma.
Las demás leyes utilizadas en el proyecto se encuentran en el Capítulo II, del
presente proyecto tecnológico, se encuentra la fundamentación legal que se
presenta respaldada por los artículos emitidos bajo la constitución del ecuador.
FACTIBILIDAD ECONÓMICA
Este trabajo de Titulación se desarrolló en su totalidad con recursos propios, estos
valores que aparecen en el cuadro de proyecto son de la realización del proyecto
el cual está basado en el prototipo basado en Realidad Virtual.
Cuadro N. 16 : Costo del Proyecto
PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO
COSTO DEL PROYECTO
DETALLE CANTIDAD VALOR TOTAL
RECURSOS TECNOLÓGICOS
WorkStation 1 $ 1200,00 $ 1200,00
VRBox Cardboard 1 $ 25,00 $ 25,00
Samsung S5 1 $ 400,00 $ 400,00
Unreal Engine 1 $ 0,00 $ 0,00
Windows 10 1 $ 150,00 $ 150,00
Blender 1 $ 0,00 $ 0,00
Gimp 1 $ 0,00 $ 0,00
Audicity 1 $ 0,00 $ 0,00
110
RECURSOS HUMANOS
Consulta a expertos (horas) 10 $ 10,00 $ 100,00
TOTAL
$ 1.875,00
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
En el cuadro N. 16., se consideró los costos sobre el desarrollo del prototipo
basado en Realidad Virtual, no se obtuvieron licencias de pago y los equipos
fueron prestados bajo el convenio de la Startup VRCHITECTS, así que los
egresos considerados son los de recursos humanos, alimentación y transporte lo
cual benefició económicamente conveniente para la realización de esta
propuesta en el desarrollo del prototipo como apoyo académico basado en
Realidad Virtual.
PROGRAMACIÓN DE VIABILIDAD
Al determinar el análisis de viabilidad una de las etapas concluyentes con respecto
al tiempo es la programación de viabilidad. Al no cumplir con una tarea asignada
hace que se retrase el proyecto dando como consecuencia la continuidad del
mismo, por lo que es requerido que se establezca inicio y finalización del mismo
con el propósito de evidenciar los avances del proyecto. En el cuadro N. 17 se
muestra las tareas y sus respectivas fechas asignadas.
Cuadro N. 17 : Cronograma del Proyecto
Tareas Duración Inicio finalización
Capítulo I 21 días 30/10/2017 19/11/2017
Capítulo II 15 días 20/11/2017 4/12/2017
Capítulo III 21 días 5/12/2017 25/12/2017
Planificación del
prototipo
7 días
31/10/2017
6/11/2017
111
Análisis del
Prototipo
4 días
7/11/2017
10/11/2017
Construcción del
prototipo
40 días
12/11/2017
20/12/2017
Pruebas del
prototipo
2 días
21/12/2017
22/12/2017
Capítulo IV 14 días 22/12/2017 05/01/2018
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO
KANBAN
El proceso de Kanban parte de listar requisitos priorizados que necesitara el
desarrollo del proyecto mencionado. En base a esta lista de requisitos se prosigue
con la planificación del proyecto y se priorizan los objetivos, donde se desarrolla
un documento en que se lista cada elemento que interviene en el producto, y por
último proponen tareas a realizar durante el proceso y desarrollo del proyecto
(KanbanTool, n.d.).
Proyecto en Realidad Virtual requieren personas de varias áreas, carreras o
especializaciones, una de las tareas de suma importancia es la coordinación de
todo el equipo, lo recomendable es hacerlo con un equipo de trabajo, pero en caso
de ser una sola persona debe de estar capacitada en programación, diseños
gráficos, entre otros, y de una forma coordinada para poder desarrollar la
propuesta.
Para desarrollar aplicaciones en Realidad Virtual se requiere de una metodología
que permita la flexibilidad y facilitación en todo el proceso del proyecto, como lo
es Kanban, la cual permite trabajar en tareas paralelas para el proceso de
producción y esto es una parte fundamental para realizan un buen plan de
desarrollo.
112
CICLO DE VIDA DE UN PROTOTIPO
Los prototipos al igual que un proyecto cumplen con un ciclo de vida que está
comprendido de las siguientes etapas: planificación, análisis, construcción del
prototipo, evaluación o prueba del prototipo. Cada una de estas etapas cumple
una función muy específica en el desarrollo del prototipo que se utiliza como base
para proyectos futuros mediante el uso de metodologías agiles. Todas las etapas
que comprende un ciclo de vida de prototipo según sus necesidades se detallan a
continuación (Muñoz Zapata & Acosta Echeverria, 2014).
PLANIFICACIÓN
Una de las etapas más importantes en desarrollo de prototipo es la planificación
en donde se detallará todas las tareas que se van a realizar, el costo del proyecto,
el tiempo que se va a desarrollar cada tarea, verificación de factibilidad y el ámbito
del prototipo. A continuación, se detallará en el cuadro 18. Las principales tareas
que se van a desarrollar en el transcurso del proyecto:
Cuadro N. 18 : Planificación del prototipo
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
Determinar el ámbito del prototipo
Efectuar el análisis de factibilidad
Analizar los supuestos asociados del proyecto
Analizar las restricciones del proyecto
Estimar del costo del prototipo
Planificar el documento del diseño del juego
Planificar la tareas que se van a realizar en el transcurso del prototipo
113
Cada unas de estas tareas son útiles ya que permiten extraer información que
ayudan a la toma de decisiones. En la planificación se estimó todo lo referente al
proyecto desde los recursos que se necesitan, los costos y la planificación o
tareas a realizar en el desarrollo del producto. Cada uno de estos ítems han sido
desarrollado y mencionados en los capítulos detallados.
ANÁLISIS
El proceso de Análisis comienza realizando un GDD por sus siglas en inglés
(Game Design Documents) documento de diseño de juego el cual es un
documento simplificado donde se va a identificar y analizar todos los elementos
importantes que interviene y formar parte del proceso de desarrollo de una
aplicación 3D. Este documento es una guía que se utiliza en el proceso de la
aplicación, donde contara con imágenes, diagramas, o cualquiera otra ilustración
para el diseño del proyecto, interfaz del usuario, sonidos y música.
En esta etapa al igual que en la de construcción del prototipo es donde se va a
identificar cada uno de los elementos que van a formar parte del proyecto, por
ejemplo: el entorno virtual y sus componentes como la pala, semilla, regadera, los
árboles, las plantas, parcela, entre otros.
Diagramas de casos de uso
Como parte del análisis de la propuesta, se expone el siguiente caso de uso
donde se muestra la forma en el que el usuario interactúa con el sistema.
Descripción del caso de uso Administración del prototipo de Realidad
Virtual
Nombre: Administración del prototipo de Realidad Virtual
Actores: Docente
Propósito: El docente será el encargado de administrar el prototipo, el cual dará
le dará al estudiante las gafas y el control remoto para comenzar.
Entradas: Evento clic del control remoto para iniciar la aplicación
Salidas: Ingreso a la aplicación
114
Descripción del caso de uso Visualización del entorno virtual
Nombre: Visualización del entorno virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante con las gafas de Realidad Virtual podrá apreciar el
prototipo y con el control remoto podrá interactuar con el mismo.
Entradas: Evento clic del control remoto para iniciar la aplicación
Salidas: Ingreso a la aplicación
Descripción del caso de uso Desplazamiento 360 en el entorno virtual
Nombre: Desplazamiento 360 en el entorno virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante tendrá la facilidad de desplazarse 360 grados y esos
movimientos son reflejados en la Realidad Virtual.
Entradas: Evento clic del control remoto para apuntar a los objetos
Salidas: Interactuar con los objetos virtuales
Descripción del caso de uso Interacción con objeto del entorno virtual
Nombre: Interacción con objeto del entorno virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante podrá interactuar con los objetos como coger la pala,
regadera, semilla, botar en el tacho de la basura, entre otros.
115
Entradas: Evento clic del control remoto para apuntar a los objetos
Salidas: Interactuar con los objetos virtuales
Descripción del caso de uso Cavar la parcela, preparar la tierra en el
mundo virtual
Nombre: Cavar la parcela, preparar la tierra en el mundo virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante podrá escoger la pala y cavar la tierra para de esta forma
prepararla y luego poder escoger entre las dos semillas que están expuesta.
Entradas: Evento clic del control remoto para apuntar a los objetos
Salidas: apuntar la pala, escogerla y preparar la tierra
Descripción del caso de uso Sembrar la semilla en el mundo virtual
Nombre: Sembrar la semilla en el mundo virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante podrá escoger la semilla como lechuga o girasol y
colocarla en la parcela luego de ser excavada por la pala para así tenerla
preparada.
Entradas: Evento clic del control remoto para apuntar a los objetos
Salidas: apuntar la semilla, escogerla y sembrarla
116
Descripción del caso de uso Regar la semilla en el mundo virtual
Nombre: Regar la semilla en el mundo virtual
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante podrá escoger la regadera y regar la semilla para de esta
forma comience el ciclo de vida vegetal.
Entradas: Evento clic del control remoto para apuntar a los objetos
Salidas: apuntar la regadera, escogerla y regar la semilla
Descripción del caso de uso Aceleración del tiempo virtual del ciclo de vida
vegetal
Nombre: Aceleración del tiempo virtual del ciclo de vida vegetal
Actores: Estudiante
Propósito: El estudiante acelerar el tiempo de acuerdo como lo requiera, en el
cual se podrá visualizar aumenta el tiempo y el ciclo de vida va más rápido.
Entradas: Evento clic del control remoto para acelerar el tiempo
Salidas: Visualización del tiempo con el transcurso del tiempo
117
Gráfico 28: Caso de Uso
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
118
CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO
En esta etapa es donde se realiza el desarrollo del prototipo y una serie de
tareas las cuales se van a describir en el GDD, las cuales se detallan a
continuación:
1. - Se define cada uno de los objetos que forman parte del documento. Por
ejemplo:
pala
regadera
semilla
tacho de basura (para soltar lo que se tiene en la mano
cuando no se quiere utilizar)
y demás objetos que forman parte del entorno virtual.
2. - En el documento se describen las funcionalidades que tienen cada uno de
elementos y estos se detallan a continuación:
1. Sistema día y noche
2. Función parcela
3. Función pala
4. Función regadera
5. Función semillas
6. moléculas de dióxido de carbono y oxígeno.
7. todos los objetos estáticos que forman del mundo.
3. - Luego de haber elaborado el documento se procede a ejecutar el desarrollo
del prototipo, una de las herramientas utilizada para este proceso es el motor
gráfico Unreal, Engine, Blender para la edición de imágenes, Audacity para la
edición de sonido y SVN Tortoise para el repositorio donde va a contener el
119
proyecto de los cuales se va a realizar tareas paralelas.
4.- Se crea un repositorio Subversión, después de crear el proyecto en el motor
gráfico Unreal Engine se configura el proyecto con Google VR, se realiza un
commit del proyecto, se define tareas puntuales como se detallan a continuación:
● Tarea sistema día y noche
● Interacción_jugador_mundo
○ Tracing
● Interfaces
○ Tirar
○ Interactuar
○ Agarrar
○ Planta
○ Creador_herramientas
● Crear jugador en VR.
● Configurar dispositivos de entrada.
● Crear cada uno de los Blueprints
○ sistema planta
■ crear planta lechuga
■ crear planta girasol
○ sistema semilla
■ crear semilla lechuga
■ crear semilla girasol
○ creador (spawner)
120
○ parcela
○ sol – luna
○ tacho de basura
○ recoger
● pala
● regadera
○ Construcción del nivel principal
○ Modelar herramientas
○ Modelar las plantas
○ Modelar el terreno
○ Sonidos ambientales
○ Efectos de sonidos
○ Animaciones de objetos (pala, regadera, molécula)
Estas tareas se desarrollan de forma paralelas esto quiere decir que se puede
iniciar una independiente de otra.
● Armar un escenario
● Jugador
● Interacción
● Crear los Blueprints
● Crear un espacio para colocar los objetos
Desplegarlos en un dispositivo móvil para realizar las pruebas.
121
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
DETALLE DE TAREAS CROOGRAMA DE ACTIVIDADES
Gráfico 29: Tablero de Kanban Tareas asignadas
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del proyecto
122
Gráfico 30: Cronograma de Tareas
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Datos del Proyecto
123
Gráfico 31: Diagrama de Gantt para tareas asignadas para prototipo basado en Realidad Virtual
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Datos del proyecto
124
PRUEBAS
En la etapa de prueba se realiza la evaluación del prototipo en donde permite ver
las falencia o calidad del proyecto, para esto se basan en diferentes técnicas para
evaluar y obtener información sobre los resultados que pueda mostrar el prototipo,
y detectar los posibles errores posibles de tal manera para poder corregirlos para
proyectos futuros.
En esta propuesta de titulación se utiliza la técnica de casos de prueba, los
cuales partes de los diagramas de casos de uso donde se detallan la
funcionalidad del prototipo. Esta prueba también se llevará a cabo en la Unidad
Educativa donde se verán el desarrollo del mismo.
Entregables del Proyecto
Al finalizar el proyecto de desarrollo de prototipo de herramienta de apoyo
académico para la asignatura de ciencias naturales en el 5to año de educación
básica en la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola que simula el ciclo de vida
vegetal basado en Realidad Virtual se debe de realizar la entrega del prototipo
totalmente funcional junto con el respectivo manual donde describirá el
funcionamiento del prototipo. A continuación, se describe los entregables que
serán grabados en un DVD con la siguiente información:
1. Ejecutable del prototipo realizado y optimizado para Realidad
Virtual.
2. Se adjunta el manual de usuario que indica la forma correcta de
interactuar con el prototipo.
Criterios de Validación de la Propuesta
Después de la culminación del desarrollo de la propuesta se programaron las
realizaciones de pruebas requeridas para evaluar el funcionamiento y calidad del
prototipo. Para validar todos los eventos que propone el prototipo se utilizó un plan
basado en casos de uso, el cual se lo escogerá como criterio de validación de la
propuesta.
125
En este plan de prueba intervienen varias etapas las cuales se detallan a
continuación:
Plantear los casos de prueba
Plantear los casos de prueba consiste en identificar los diferentes tipos de
pruebas que se van a emplear para evaluar la calidad y funcionamiento del
prototipo, en esta propuesta se va a realizar la evaluación mediante la prueba de
casos de uso que es la más recomendable para este tipo de proyectos, y esta se
detalla a continuación:
Casos de Uso: Esta prueba consiste en describir de todos los pasos o eventos
realizados en el prototipo, los cuales son evidenciados en el mismo reflejando las
salidas lógicas que se esperan. Este tipo de prueba sirve para constatar paso a
paso las entradas, el proceso y la salida. En esta propuesta se utilizaron los casos
de prueba para efectuar un seguimiento a todos los eventos y funciones que posee
el prototipo.
Identificar Casos de prueba
Los casos de prueba permiten examinar si el prototipo propuesto satisface las
expectativas del usuario (estudiante), para ello se identifican todos los eventos o
funcionalidades del prototipo. Como se mencionó anteriormente los casos de
prueba se basó a la información dada en los casos de uso como (actores,
descripción, eventos, acciones del actor, entre otros) para verificar que se cumplan
con las condiciones de entrada y salida según lo requerido.
Plantilla General de pruebas
En el cuadro N. 19 se presentará la plantilla donde se indicará la perspectiva del
usuario (estudiante) con la finalidad de determinar si cumple o no con todos los
requisitos de tener una experiencia excelente y optima al momento de usar
Realidad Virtual.
126
Cuadro N. 19 : Plantilla General de Prueba
Datos
Id PF-SIS-001
Descripción Esta prueba consiste en verificar y
comprobar las interacciones que
los estudiantes pueden realizar
Referencia de caso de uso CU-SIS-01
Paquete Controlador
Actores Estudiante
Prueba flujo 1.- “Visualización del entorno virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
1.- El estudiante debe ponerse el casco VR.
El docente debe cargar el
prototipo para que el estudiante
pueda observar el entorno virtual
e interactuar por medio del casco
VR y el control remoto.
Prueba flujo 2.- “Desplazamiento 360 en el entorno virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
2.- El estudiante a través de las gafas de
Realidad Virtual debe ser capaz de moverse
El movimiento 360 grados
será replicado en el entorno
127
360 grados por todo el entorno virtual. virtual.
Prueba flujo 3.- “Interacción con los objetos del entorno virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
3.- El estudiante podrá interactuar con los
objetos del entorno virtual y observar todo
lo que le rodea desde el cielo hasta los
árboles y herramientas que se utilizan en el
mundo.
El objeto debe responder a las
acciones del estudiante.
Prueba flujo 4.- “Cavar la parcela, preparar la tierra del entorno virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
4.- El estudiante podrá interactuar con las
herramientas que posee el mundo virtual
como por ejemplo la pala y poder cavar la
tierra para poder sembrar.
El estudiante debe de interactuar
libremente con las herramientas
del mundo virtual.
Prueba flujo 5.- “Sembrar la semilla en el mundo virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
5.- El estudiante podrá interactuar con las
herramientas que posee el mundo virtual
como por ejemplo la semilla y poder sembrar
la semilla para poder regarla.
El estudiante debe de interactuar
libremente con las herramientas
del entorno virtual.
128
Prueba flujo 6.- “Regar la semilla en el mundo virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
6.- El estudiante podrá interactuar con las
herramientas que posee el mundo virtual
como por ejemplo la regadera y poder regar
la semilla para poder observar el ciclo de
vida vegetal y sus procesos.
El control externo debe responder
a los comandos que el estudiante
ejecute.
Prueba flujo 7.- “Aceleración del tiempo del mundo virtual”
Acción del Actor Resultado esperado
7.- El estudiante podrá acelerar el tiempo
y de esta manera observar cómo avanza el
día / noche de manera rápida
El control externo debe responder
a los comandos que el estudiante
ejecute.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
Objetivos de la prueba
El objetivo principal de la prueba es brindar al estudiante la experiencia inmersiva
y entretenida al momento de usar la Realidad Virtual, es decir que el estudiante
por medio de esta experiencia obtenga el conocimiento y aprendizaje de manera
rápida y eficaz, de igual manera uno de los objetivo es garantizar los 90 fps para
que el estudiante no sienta molestias con el uso de la Realidad Virtual y
adicionalmente del funcionamiento de todas las interacciones del estudiante con
el entorno virtual.
129
Métodos y materiales
Se propone una revisión profunda de todas las interacciones mencionada en el
caso de uso, con el propósito de establecer si el prototipo basado en Realidad
Virtual cumple con el caso de uso expuesto con la finalidad de brindar una
experiencia inmersiva y Educativa con el uso de la Realidad Virtual.
Resultados de los métodos de Pruebas
Para validar el correcto desarrollo del prototipo se efectuó a comprobar si este
proyecto cumple con todos los casos de uso expuesto anteriormente por medio
de una lista de tareas las cuales se detallan a continuación:
Cuadro N. 20 : Lista de Tareas para comprobar el resultado de las pruebas
Pruebas Efectividad
Visualización del Prototipo VR en el Cardboard 100%
Prototipo VR con 90 fps estables en el entorno virtual a
visualizarse
100%
Objetos 3D a Low Poly 100%
Objetos 3D con LOD 100%
Trackeo de movimiento del estudiante en el prototipo VR 100%
Interacción con los objetos en el entorno virtual 100%
Capacidad que el estudiante se pueda desplazar 360 grados 100%
Capacidad que se pueda acelerar el tiempo del entorno virtual 100%
Capacidad que pueda coger la pala y pueda cavar 100%
Capacidad que pueda coger la semilla y pueda sembrar 100%
Capacidad que pueda coger la regadera y pueda regar la planta 100%
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
130
Conclusión de la prueba
El prototipo cumple con todas las pruebas realizadas con éxitos y además se lleva
a cabo con todos los estándares que se encuentra detalla en la documentación
del Unreal Engine motor gráfico utilizado para desarrollo de aplicaciones de VR,
para de esta forma pasar a realizar las pruebas de campo que serían hechas en
la Unidad Educativa planteada anteriormente.
Resultados de la Pruebas en la Unidad Educativa
Mediante la ejecución del plan de pruebas se pudo observar y evidenciar la falta
de guía que ayuda a una mejor interacción del estudiante con el entorno virtual,
pero, por otra parte, se pude verificar y validar el cumplimiento de los objetivos
expuestos anteriormente. A continuación, se detallan las observaciones
encontradas en la prueba 1., del prototipo en el campo educativo:
En la prueba con los estudiantes se pudo evidenciar que falto más
contenido y ayuda como controles de movimiento que ayude de
forma real a la interacción en el mundo.
Se observó que los estudiantes les atrae herramientas como la
Realidad Virtual y que capta de manera rápida la atención de los
estudiantes.
Mediante los casos de prueba se puede constar como esta
herramienta en de gran apoyo para el aprendizaje del estudiante,
logrando la interactividad y desempeño para aprender algo nuevo o
desconocido como se especificó en los objetivos, por este motivo se
aceptó el prototipo final.
Mediante los casos de uso se pudo constatar que se cumple con
todas las especificaciones u objetivos planteados anteriormente.
131
TEST A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE
LOYOLA”.
Como mecanismo de validación del prototipo se llevó a cabo realizar pruebas de
campo y esta consistió en dar una clase del ciclo de vida vegetal a los
estudiantes del 5to Año de Educación Básica de la Unidad Educativa San
Ignacio de Loyola; con el apoyo de la docente se realizó dos tipos de enseñanza:
la tradicional (libros de textos y pizarra ) y con la de Realidad Virtual; para
comprobar el impacto de las herramientas tecnológicas en las aulas y la facilidad
de comprensión de los estudiantes al recibir clase con estos dos tipos de
enseñanza- aprendizaje.
Las pruebas consistieron en reunir dos pequeños grupos de 10 estudiantes cada
uno, los cuales debían recibir una clase del ciclo de vida vegetal. El primer grupo
se le enseño de forma tradicional con libros y pizarra, y , el segundo grupo por
medio del prototipo basado en Realidad Virtual con una duracion de 15 minutos.
Una vez terminada la clase, para levantamiento de información se procedió a
realizar un test a los estudiantes del 5to Año de Educación Básica. Los datos se
extraen de un cuestionario de 10 preguntas cerradas para medir y para
comprobar la eficacia de la Realidad Virtual y la facilidad de entendimiento a los
contenidos por medio de la herramienta.
Una vez que se ha concluido con el test se comenzó a realizar el respectivo
análisis como se detalla a continuación:
132
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL TEST REALIZADOS A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE
LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE LOYOLA”.
Cuadro N. 21: Resultados del Test
Métodos de Enseñanza
Preguntas Tradicional (libros de texto, pizarra) Realidad Virtual
Preg. 1 8 10
Preg. 2 7 9
Preg. 3 6 8
Preg. 4 7 9
Preg. 5 7 9
Preg. 6 8 10
Preg. 7 6 10
Preg. 8 7 10
Preg. 9 7 10
Preg. 10 7 10
Total 70 95
% Calificación 70% 95%
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados del test
Gráfico 32 Resultados del Test
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Resultados del test Análisis: Este análisis es fundamental para determinar la eficiencia de la herramienta y la
facilidad de comprensión de los contenidos por medio de la RV; con los
resultados se concluyeron que con la enseñanza tradicional se obtuvó que 2 de
los 10 estudiantes lograron calificaciones entre 8- 9 /10 y los démas fueron entre
6- 7/10 pts, y la otra enseñanza por medio del prototipo se obtuvó que 6 de los
10 estudiantes lograron la máxima calificación de 10/10 y los 4 restantes
calificaciones entre 8- 9/10 pts, como se evidencia el uso de esta tecnología
apoya a la motivación e interés del estudiante elevando el rendimiento
academico en un 20 - 25% más que la enseñanza tradicional reflejada en sus
calificaciones.
133
ENCUESTA A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN
BÁSICA DE LA UNIDAD EDUCATIVA “SAN IGNACIO DE LOYOLA”.
POBLACIÓN
Para las encuestas se usó una población de 42 estudiantes matriculados en el
ciclo (2017-2018) de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola. Al tener una
población pequeña se tomó a toda la población como una muestra, la cual se
distribuye entre 22 niños y 20 niñas.
INSTRUMENTO DE LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN
Para el levantamiento de información se realizaron encuestas a los estudiantes
del 5to Año de Educación Básica de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola.
ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Este trabajo de titulación plantea la solución al problema “ DESARROLLO DE
HERRAMIENTA DE APOYO ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA
VEGETAL BASADO EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA DE
CIENCIAS NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA
UNIDAD EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA.”
Los datos se extraen de un cuestionario de 5 preguntas cerradas para medir la
aplicabilidad, utilidad e interactividad del prototipo.
Una vez que se ha concluido con las encuestas se procedió a realizar los
respectivos análisis como se detallan a continuación:
134
CUESTIONARIO DE PREGUNTAS REALIZADAS A LOS ESTUDIANTES DEL
5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA
PREGUNTA N° 1
¿La experiencia con el entorno virtual produce mareo, vértigo u otra
sensación?
Cuadro N. 22 : Resultado de la Pregunta 1 de la Encuesta
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Resultados de la encuesta
Gráfico 33: Resultado de la Pregunta 1. De la Encuesta
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Resultados de la encuesta
Análisis:
El propósito de realizar este tipo de pregunta es de determinar el uso de la
Realidad Virtual, comprobando por pruebas realizadas a los estudiantes que
esta tecnología no le cause malestar. Según los resultados de la encuesta el
96% de ellos estudiantes no les causó malestar dando por conclusión que cada
día se está avanzando para que esta herramienta sea amigable y no cause
ningún efecto en los estudiantes y así ser aporte para los contenidos
impartidos.
ESTUDIANTES MALESTAR NIÑAS NIÑOS TOTAL
SI 1 1 2
NO 21 19 40
TOTAL 22 20 42
135
PREGUNTA N° 2
¿El prototipo facilita el entendimiento sobre el ciclo de vida vegetal?
Cuadro N. 23 : Resultado de la Pregunta 2. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Resultados de la encuesta
Gráfico 34: Resultado de la Pregunta 2. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Análisis:
El propósito de realizar este tipo de pregunta es de determinar la interactividad
y facilidad de comprensión de los estudiantes mediante esta herramienta,
comprobando por pruebas realizadas a los estudiantes que esta tecnología les
ayude al aprendizaje y entendimiento de temas que sean abstractos de tal
manera que esta potencie su creatividad. Según los resultados obtenidos de la
encuesta el 94% de los estudiantes tuvieron satisfecho y mayor comprensión
en temas como estos, dando por conclusión que esta herramienta es de gran
aporte para la enseñanza de contenidos que sean demostrativos y
exploratorios.
ESTUDIANTES
SATISFACCIÓN NIÑAS NIÑOS TOTAL
NO 2 1 3
SI 20 19 39
TOTAL 22 20 42
136
PREGUNTA N° 3 ¿Te gustaría que los docentes utilizaran juegos en Realidad Virtual durante la clase?
Cuadro N. 24 : Resultado de la Pregunta 3. de la Encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Gráfico 35: Resultado de la Pregunta 3. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Resultados de la encuesta
Análisis:
El propósito de realizar este tipo de pregunta es de conocer la opinión y
aceptaciónón de la herramienta por los estudiantes, determinando la utilidad
de la Realidad Virtual en este campo, comprobando por pruebas realizadas y
realizando este tipo de encuesta para verificar si son de agrado de los
estudiantes que se implemente este tipo de herramienta en los planteles
.Según los resultados obtenidos de la encuesta el 100% de los estudiantes
indicaron que les agradaría mucho que sus docentes utilizaran materiales
didácticos como esta herramienta para de tal manera potenciar y contribuir al
rendimiento de cada uno de ellos, para que de esta forma se involucre al
estudiante y comienza la interactividad entre estudiante y docente.
ESTUDIANTES
UTILIDAD NIÑAS NIÑOS TOTAL
NO
0
0
0
SI
22
20
42
TOTAL 22 20 42
137
PREGUNTA N° 4 ¿Cómo describes a la Realidad Virtual?
Cuadro N. 25 : Resultado de la Pregunta 4. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Gráfico 36: Resultado de la Pregunta 4. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Análisis:
El propósito que se tiene al realizar este tipo de pregunta que hace referencia el
gráfico. 34 es de determinar y conocer cuál es el conocimiento que tiene los
estudiantes acerca de la tecnología emergente como es la Realidad Virtual.
Se obtuvo como resultado de la encuesta que el 98 % eso es equivalente a los
41 estudiantes de 42 de estudiantes encuestados tienen conocimiento claro de lo
que es Realidad Virtual, dentro de este curso hay muy pocas gente que no
conoce o realmente no están seguro de saber que es esta tecnología ni lo
imaginan.
ESTUDIANTES
DESCRIPCIÓN NIÑAS NIÑOS TOTAL
Contenido digital mostrado a través de unas gafas virtuales
13
11
24
Sistema o interfaz informático que se encarga de generar entornos
3
2
5
Contenido digital mostrado a través de una pantalla
1
1
2
Entornos de escenas y objetos de apariencia real
8
2
10
No estoy seguro 1
0
1
TOTAL 26 16 42
138
PREGUNTA N° 5 ¿Crees que la tecnología Realidad Virtual es aplicable para la educación?
Cuadro N. 26: Resultado de la Pregunta 5. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Gráfico 37: Resultado de la Pregunta 5. de la encuesta
Elaboración: Fanny Mieles Fuente: Resultados de la encuesta
Análisis:
El propósito que se tiene al realizar este tipo de pregunta que hace referencia el
gráfico. 33 es de conocer qué opinión tiene los estudiantes del 5to curso de la
Unidad Educativa San Ignacio de Loyola si ven o no como un gran potencial a
esta herramienta para apoyo académico en el sector educativo.
Se obtuvo como resultado de la encuesta que el 88% eso es equivalente a los
37 estudiantes de 42 de estudiantes encuestados que piensan que esta
herramienta puede ser de gran ayuda para el aprendizaje para el estudiante y
siendo un gran potencial en el sector educativo.
ESTUDIANTES
APLICABILIDAD NIÑAS NIÑOS TOTAL
NO 0 0 0
SI 19 18 37
NO ESTOY SEGURO
3
2
5
TOTAL 22 20 42
139
Entrevista a Expertos en la Educación
Para el juicio a los entrevistados se aplicó los siguientes criterios: Utilidad y
Aplicabilidad.
La Utilidad: considerando la utilidad del prototipo en la Unidad Educativa San
Ignacio de Loyola para el aprendizaje y motivación del estudiante.
¿Cree Ud. que la Realidad Virtual contribuye al aprendizaje en la Educación?
¿Cree Ud. que la Realidad Virtual serviría de apoyo académico para los
estudiantes que tienen dificultad de retención o discapacidades físicas?
La aplicabilidad: considerando la aplicabilidad de esta herramienta en el área
que está enfocada la propuesta es decir la educación.
¿Cree Ud. que la Realidad Virtual es aplicable en el sector educativo?
¿Usted como Docente estaría dispuesto a incluir estas herramientas como parte
del material didáctico para facilitar el aprendizaje en los educandos?
140
VALIDACION DE LA PROPUESTA
“DESARROLLO DE PROTOTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO
ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO
EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA CIENCIAS
NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD
EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA” POR LA MS.c CELLY
NAVARRETE PLAZA, RECTOR(A) DE LA INSTITUCIÓN.
¿Cuáles son los elementos pedagógicos que se consideran esenciales,
para que los Docentes trabajen e impartan sus clases?
Los elementos didácticos y concretos son los básicos de la Educación, porque
permiten al estudiante que visualice, vivencie y él mismo descubra su
conocimiento para aprender, como indican la mayoría de los Pedagogos que si
no hay motivación no hay aprendizaje.
¿La Unidad Educativa cuenta con una infraestructura tecnológica que sirva
de apoyo al aprendizaje?
Esta Unidad Educativa cuenta con dos laboratorios que están en condiciones
para que los estudiantes a través, del internet puedan ver lo teórico durante las
clases y lo comprueben en la práctica, pero esto no contribuye en un 100% al
educando, ya que sólo puede visualizar, por medio de videos o fotos, lo que no
significa igual si estuviera dentro de ese mundo, permitiendo un mejor
desempeño y concentración del mismo para su aprendizaje individual.
¿Cree Ud. qué la Realidad Virtual es aplicable en el sector educativo?
Absolutamente que sí, puesto que los estudiantes podrían corroborar de manera
real los contenidos impartidos en clases, observando con mayor detalle e
interactuando con cosas que muchas veces no se pueden realizar en la vida real
sea por falta de recursos o porque son peligrosas.
141
¿Cree Ud. qué la Realidad Virtual contribuya al aprendizaje en la
Educación?
Por supuesto que sí, ya que esto permite al estudiante tener una mayor
concentración e interactividad dentro del curso, corroborando lo teórico impartido
en la clase con la práctica, y de esta forma, ayudando al docente a tener una
mejor relación con el estudiante.
¿Cree Ud. qué la Realidad Virtual serviría de apoyo académico para los
estudiantes que tienen dificultades de retención o discapacidades físicas?
Claro, justamente para ellos son más específicos estos tipos de herramientas,
porque estos necesitan más interactividad, aparte de que puedan manipular
asuntos concretos para su aprendizaje. Actualmente la mayoría de los docentes
nos hemos olvidado de esta parte, porque somos más teóricos que prácticos,
obviando a la tecnología como herramienta poderosa para la Educación, cuando
realmente es necesario que la tecnología se involucre en estos tipos de
enseñanza como en interaprendizaje, permitiendo al estudiante tener una mejor
retención de información y aprendizaje ágil.
MS.c Celly Navarrete Plaza
Rector(a) U.E.S.I.L
142
VALIDACION DE LA PROPUESTA
“DESARROLLO DE PROTOTOTIPO DE HERRAMIENTA DE APOYO
ACADÉMICO QUE SIMULA EL CICLO DE VIDA VEGETAL BASADO
EN REALIDAD VIRTUAL PARA LA ASIGNATURA CIENCIAS
NATURALES DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA DE LA UNIDAD
EDUCATIVA SAN IGNACIO DE LOYOLA” POR LA LCDA. ROSA
RAMÍREZ, DOCENTE DEL 5TO AÑO DE EDUCACIÓN BÁSICA.
¿Qué materiales didácticos utiliza para impartir sus clases en el aula?
Los elementos didácticos que utilizo frecuentemente para impartir las clases a
los estudiantes son: los papelógrafos, láminas Educativas, texto del estudiante; y
en algunas ocasiones información del internet aunque no hay herramientas para
proyectarlos.
¿Qué métodos o técnicas de enseñanza se emplea con los estudiantes que
tienen problemas de retención o dificultad de aprendizaje?
Bueno, principalmente con estudiantes que tienen problemas de retención o
dificultad de aprendizaje utilizo técnicas como: el crucigrama ya que es una
herramienta o juego de destreza que ayuda a mantener activo y ejercitado el
cerebro, de igual manera las sopa de letras y las lecturas dirigidas a ellos.
¿Usted tiene conocimiento sobre la Realidad Virtual y sus beneficios?
Si, en los seminarios que se realizan en el ministerio de educación que se asiste,
han hablado bastante sobre la Realidad Virtual y sus beneficios principalmente
para la Educación; en donde han indicado los Pro y Contra de esta herramienta
valiosa, que si se la utiliza de buena manera aportaría en un 100% al
aprendizaje y motivación de los estudiantes; permitiendo que ellos pase a formar
parte de un entorno de aprendizaje real y pueda “vivir” ese nuevo conocimiento.
¿Usted como Docente estaría dispuesta a incluir esta herramienta como
parte del material didáctico para facilitar el aprendizaje en los educandos?
Por supuesto que sí, ya que esto permite a los estudiantes tener una mayor
concentración e interactividad dentro del curso, ayudando a su proceso cognitivo
mediante la motivación y destreza de los mismos.
Lcda. Rosa Ramírez
Docente del 5to Año de Educación Básica U.E.S.I.L
143
CAPITULO IV
Criterios de aceptación del producto o Servicio
El prototipo fue desarrollado con el propósito de ser una herramienta de apoyo
académico para el aprendizaje interactivo de los estudiantes del 5to curso de la
Unidad Educativa San Ignacio de Loyola y la facilidad de enseñar de los
docentes, de tal manera que los criterios de aceptación fueron considerados por
la M.Sc. Celly Navarrete Plaza Rectora de la Unidad Educativa, quién de manera
generosa colaboró con su experiencia y demostró su interés en el prototipo,
indicando como este proyecto presenta magníficos beneficios para el estudiante
y la forma ágil de retener información siendo de gran ayuda para el rendimiento
académico de los mismos; y de igual manera la Lcda. Rosa Ramírez Docente
del 5to Año de Educación Básica, aportó a este proyecto con su experiencia de
pedagoga señalando que este prototipo capta con facilidad la atención del
estudiante demostrando interés y ganas de seguir con los contenidos impartidos
en el aula. Otro punto como criterio de aceptación es la revisión de los objetivos
determinados en la propuesta comprobando su cumplimiento.
Informe de aceptación y aprobación con respecto a la Interfaz de
Usuario del Prototipo de herramienta de apoyo académico basado en
Realidad Virtual
En cuanto a los resultados obtenidos de la evaluación del prototipo de herramienta
de apoyo académico en base a sus eventos o funcionalidades, se ha podido
constatar que todos los eventos, cumplen con el 100% con el alcance propuesto.
144
Cuadro N. 27: Criterio de aceptación del Prototipo Interfaz de usuario
Funcionalidades Criterios de aceptación
Interfaz de Usuario
(Acta aceptación Prototipo de
herramienta de apoyo académico
basado en Realidad Virtual)
El prototipo debe permitir realizar las
siguientes acciones o funciones como:
Administración del prototipo
Ingreso al entorno virtual
Visualización del entorno virtual
Desplazamiento 360 en el
entorno virtual
Interacción con objeto del
entorno virtual
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
Por los resultados placentero obtenidos al realizar la evaluación de las
funcionalidades o acciones del prototipo, se puede finalizar que el “Desarrollo de
Prototipo de Herramienta de Apoyo Académico que simula el ciclo de vida vegetal
basado en Realidad Virtual para la asignatura de Ciencias Naturales del 5to año
de Educación Básica de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola” se basa en
un proyecto que puede facilitar grandes beneficios al aprendizaje de los
estudiantes especialmente en las personas con discapacidades especiales.
Por esta razón la MS.c Celly Navarrete Plaza, rectora de la Unidad Educativa
San Ignacio de Loyola, considera que el prototipo es aprobado para cumplir con
el desarrollo de enseñanza interactiva por parte del docente y ayuda de forma
eficaz al aprendizaje ágil del estudiante.
145
Y de igual manera la Lcda. Rosa Ramírez, Docente del 5to Año de Educación
Básica, certifica que este proyecto de titulación es de gran aporte para el avance
del aprendizaje de los estudiantes, logrando de manera interactiva la atención de
los mismos, abriendo camino para la creatividad e imaginación de las clases
impartidas en el aula.
De la misma forma, bajo la severidad en la revisión del prototipo, realizado por la
M.Sc. Jenny Ortiz, se ha considerado que el prototipo cumple con los objetivos y
alcance propuesto, además de verificar todas las funcionalidades del mismo.
M.Sc. Celly Navarrete Plaza
Lcda. Rosa Ramírez
M.Sc. Jenny Ortiz Zambrano
Informe de aceptación y aprobación con respecto la interacción del
estudiante dentro del entorno virtual
En cuanto a los resultados obtenidos de la evaluación del prototipo de herramienta
de apoyo académico en base a sus eventos o funcionalidades, se ha podido
constatar que todos los eventos, cumplen con el 100% con el alcance propuesto.
Cuadro N. 28 : Criterio de aceptación del Prototipo
Funcionalidades Criterios de aceptación
Interacción del estudiante dentro
del entorno virtual.
(Acta aceptación Prototipo de
herramienta de apoyo académico
basado en Realidad Virtual)
El prototipo durante el ciclo de vida
debe permitir realizar las siguientes
acciones o funciones como:
• Cavar la parcela
• Sembrar la semilla
• Regar la semilla
• Acelerar el tiempo virtual
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
146
Por los resultados placentero obtenidos al realizar la evaluación de las
funcionalidades o acciones del prototipo, se puede finalizar que el “Desarrollo de
Prototipo de Herramienta de Apoyo Académico que simula el ciclo de vida vegetal
basado en Realidad Virtual para la asignatura de Ciencias Naturales del 5to año
de Educación Básica de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola” se basa en
un proyecto que puede facilitar grandes beneficios al aprendizaje de los
estudiantes especialmente en las personas con discapacidades especiales.
Por esta razón la MS.c Celly Navarrete Plaza, rectora de la Unidad Educativa
San Ignacio de Loyola, considera que el prototipo es aprobado para cumplir con
el desarrollo de enseñanza interactiva por parte del docente y ayuda de forma
eficaz al aprendizaje ágil del estudiante.
Y de igual manera la Lcda. Rosa Ramírez, Docente del 5to Año de Educación
Básica, certifica que este proyecto de titulación es de gran aporte para el avance
del aprendizaje de los estudiantes, logrando de manera interactiva la atención de
los mismos, abriendo camino para la creatividad e imaginación de las clases
impartidas en el aula.
De la misma forma, bajo la severidad en la revisión del prototipo, realizado por la
M.Sc. Jenny Ortiz, se ha considerado que el prototipo cumple con los objetivos y
alcance propuesto, además de verificar todas las funcionalidades del mismo.
M.Sc. Celly Navarrete Plaza
Lcda. Rosa Ramírez
M.Sc. Jenny Ortiz Zambrano
147
Cuadro N. 29 : Criterio de aceptación, indicadores de calidad
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del Proyecto
Informe de aseguramiento de la calidad para productos de
SOFTWARE/HARDWARE
Por los resultados placentero obtenidos al realizar la evaluación de las
funcionalidades o acciones del prototipo, se puede finalizar que el “Desarrollo de
Prototipo de Herramienta de Apoyo Académico que simula el ciclo de vida vegetal
basado en Realidad Virtual para la asignatura de Ciencias Naturales del 5to año
de Educación Básica de la Unidad Educativa San Ignacio de Loyola” se basa en
un proyecto que puede facilitar grandes beneficios al aprendizaje de los
estudiantes especialmente en las personas con discapacidades especiales.
Alcance
Criterio
Interfaz de
Usuario
Interacción en
el entorno
virtual
Resultados
de la
aceptación
Funcionalidad Alto Alto 100%
Aprendizaje Alto Alto 100%
Efectividad Alto Alto 100%
Inmersión Alto Alto 100%
Motivación Alto Alto 100%
Satisfacción Alto Alto 100%
Facilidad de
Uso
Alto Alto 100%
Beneficio Alto Alto 100%
Impacto
Institucional
Alto Alto 100%
148
Dados los resultados obtenidos de aceptación como se detalla en el cuadro 28. se
ha demostrado que las funcionalidades del prototipo cumplen con el 100% con el
aprendizaje, motivación, satisfacción, facilidad de uso, beneficio, impacto
institucional e inmersión.
Por esta razón la MS.c Celly Navarrete Plaza, rectora de la Unidad Educativa
San Ignacio de Loyola, considera que el prototipo es aprobado para cumplir con
el desarrollo de enseñanza interactiva por parte del docente y ayuda de forma
eficaz al aprendizaje ágil del estudiante.
Y de igual manera la Lcda. Rosa Ramírez, Docente del 5to Año de Educación
Básica, certifica que este proyecto de titulación es de gran aporte para el avance
del aprendizaje de los estudiantes, logrando de manera interactiva la atención de
los mismos, abriendo camino para la creatividad e imaginación de las clases
impartidas en el aula.
De la misma forma, bajo la severidad en la revisión del prototipo, realizado por la
M.Sc. Jenny Ortiz, se ha considerado que el prototipo cumple con los objetivos y
alcance propuesto, además de verificar todas las funcionalidades del mismo.
M.Sc. Celly Navarrete Plaza
Lcda. Rosa Ramírez
M.Sc. Jenny Ortiz Zambrano
Establecer mecanismo de control
Cada uno de los matices a considerar durante el desarrollo del prototipo y después
del mismo, tiene que ver con el mecanismo de control que permiten controlar la
calidad del prototipo. Por esta razón, durante el proceso del desarrollo del
prototipo se efectuaron tareas de control que facilitaron la evaluación de la calidad
del prototipo, por medio de los casos de uso que fueron planteados en las pruebas.
Para garantizar la calidad y cumplir con las funcionalidades del prototipo se
realizaron el control de prueba en base al análisis. Como se indicó anteriormente
se planteó el mecanismo de control utilizado fue los casos de uso.
El mecanismo de control realizado es de gran ayuda para controlar la planeación,
el avance de las etapas del prototipo, desde el análisis hasta la construcción del
149
mismo. Al finalizar la etapa de desarrollo del proyecto, es necesario establecer el
mecanismo de control que ayuda a la seguridad del prototipo como se los detalla
a continuación:
El prototipo debe restringir su uso para estudiantes menores de 9
años
El prototipo debe ser usado solo para estudiantes mayores de 9 años
y con supervisión de los docentes.
El prototipo debe garantizar la inmersión, interactividad y jugabilidad
de la aplicación.
Definir métodos para corrección
Se evaluaron los indicadores de calidad como se detalla en el cuadro 28. Estos
criterios permitieron evidenciar el comportamiento del prototipo y pueden seguir
siendo usado en caso de implementación en el futuro. Estos atributos están
enfocados para el aseguramiento de la calidad del prototipo como se describen
en el cuadro 29. Detalladamente:
Cuadro N. 30 : Atributos para evaluar la calidad del prototipo
Atributos Descripción
Funcionalidad En el prototipo se evalúa las capacidades, características
que posee el mismo.
Aprendizaje Evalúa la facilidad de comprender y dominar la mecánica
del juego y del contenido que se está enseñando en el
prototipo.
Efectividad Evalúa el tiempo y recursos necesarios para ofrecer la
diversión y aprendizaje al estudiante mientras se logre los
objetivos propuestos en el proyecto.
Inmersión Evalúa la capacidad de creer que está dentro del mundo
virtual, volviéndose parte de este e interactuando con él.
150
Motivación Evalúa la capacidad del prototipo para hacer que la
persona realice determinadas acciones o eventos dentro
del mismo.
Satisfacción Evalúa la interfaz de usuario en cuanto a gráficos, sistema
interactivo, entre otros.
Facilidad de
Uso
Evalúa la interactividad del prototipo y su documentación.
Beneficio Evalúa si el prototipo aporta para el contenido impartido
por el docente.
Elaboración: Fanny Mieles
Fuente: Datos del proyecto
Medidas, métricas e indicadores
Métricas en el análisis: Estas especificaciones se consideran en la etapa del
análisis donde se identifica los casos de uso a utilizar y estos incluyen:
Los eventos o funcionalidades que deben de entregarse.
EL tamaño del prototipo.
Calidad y eficiencia de los eventos puntales de los casos de uso.
Métricas en la construcción del prototipo: Estas especificaciones permiten
evaluar la calidad del prototipo y esta se detalla a continuación:
La calidad en el diseño de la interfaz de usuario.
Modelado de objetos 3D.
Creaciones del entorno virtual y sus objetos.
Edición del sonido.
151
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Al concluir todas las etapas del prototipo y las pruebas respectivas, se plantea la
elaboración de conclusiones y recomendaciones del proyecto de titulación. Se
pudo determinar mediante pruebas de campo en la institución y de igual manera
mediante las validaciones, cómo esta herramienta tecnológica llamada Realidad
Virtual es versátil y con mucho potencial en el sector educativo, así lo afirma la
docente del 5to año de educación básica siendo de gran apoyo académico
capaz de brindar un aprendizaje, aumentando la motivación de los estudiantes
hacia la materia.
Se cumplió con los objetivos trazados en el proyecto y se desarrolló un prototipo
funcional de Realidad Virtual el cual fue de gran ayuda para la comprobación de
la utilidad en sectores como la educación, contribuyendo con el aprendizaje del
estudiante.
Se procedió a realizar una prueba a los estudiantes para comprobar la eficacia
de la herramienta y facilidad de comprensión de los contenidos impartidos por
medio de la Realidad Virtual, lo cual se evidenció como resultados en las
calificaciones de los estudiantes obtenidas del test. Con este exámen de
conocimiento se confirmó como el uso de esta tecnología apoya a la motivación
e interés del estudiante elevando el rendimiento académico en un 20 - 25% más
que la enseñanza tradicional reflejada en sus calificaciones (Ver Fig. 32), dando
apertura para que se desarrollen más aplicaciones con estos tipos de tecnología
de RV, aportando a la educación, en donde la enseñanza convencional se vea
obligada a buscar nuevas alternativas y permita una evolución que satisfaga los
procesos enseñanza- aprendizaje.
Como se esperaba, el uso de la tecnología Realidad Virtual, proporciona una
forma de aprendizaje innovadora y llamativa para los estudiantes, facilitando el
entendimiento del contenido impartido por medio de esta herramienta. Lo cual se
evidenció con los resultados obtenido de la encuesta que tiene que ver con
atención, comprensión e interés (Ver Fig. 33).
152
Y de igual manera se realizó prueba de campo, verificando que el uso de esta
herramienta no den malestar a los estudiantes, proporcionando una experiencia
inmesiva que ayuda a la comprensión en especial en materias demostrativas
como en el caso de las Ciencias Naturales, lo cual se confirmó con los
resultados de la encuesta realizada al final de las prueba de campo que tienen
que ver con la interacción y uso de la tecnología de Realidad Virtual (Ver Fig.34).
De esta manera se puede concluir que la Realidad Virtual es una tecnología
emergente de gran potencia que en años futuros será el auge no solamente en
países desarrollados sino en todos los países del mundo especialmente Ecuador
explotando este tipo de tecnología principalmente en áreas como la educación
para un mejor desarrollo económico y tecnológico.
153
RECOMENDACIONES
Se recomienda que para elaboración de aplicaciones u obtener al máximo las
ventajas que ofrecen la Realidad Virtual se tiene que contar con equipos de alto
rendimiento con características como: Procesador I5 4ta Generación en adelante,
Tarjeta Gráfica GTX 970 u 480, Memoria RAM 8GB como mínimo, Disco Duro
500 GB mínimo, para desarrollar software que se apeguen más a la realidad.
El prototipo puede ser incorporado como recurso a consideración a ciertos temas
de la asignatura de Ciencias Naturales del 5to año de educación básica de las
Unidades Educativas Ecuatorianas. Pero para eso se debe contar con personas
capaces de continuar en el desarrollo de aplicaciones Educativas de Realidad
Virtual para el resto de asignaturas de la educación básica, como herramienta de
apoyo para el docente en la enseñanza- aprendizaje, y a los docentes de la
Institución capacitarlos para que puedan enseñar por medio de esta herramienta.
En proceso de uso de este prototipo es necesario tener mucho cuidado con los
estudiantes menores de nueve años ya que no es recomendable porque le
puede afectar a su sentido visual, dar mareo o dolor de cabeza, y de igual
manera no se aconseja utilizar más de una hora la Realidad Virtual, aunque la
tecnología es bastante inmersiva logrando captar la atención de los estudiantes
permitiendo tener una experiencia única, esta herramienta se encuentra aún en
constante evolución y desarrollo del mismo.
Este prototipo de herramienta académica basado en Realidad Virtual puede
desarrollarse para ser adaptadas en otros campos o asignatura como: Ciencias
Sociales, Matemáticas, Lenguaje y Comunicación, entre otros; obteniendo el
mayor provecho posible de las ventajas que ofrecen estas herramientas
tecnológicas en la educación, ya que su ámbito también abarca a la educación
inclusiva por su gran capacidad de aprendizaje de forma fácil, motivadora e
interesante.
154
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ANEXOS
FOTOGRAFÍA DE PRUEBA DEL PROTOTIPO
Gráfico 38: Estudiantes haciendo uso del prototipo en el aula de clase.
Gráfico 39: Rectora de la U.E.S.I.L revisando y aprobando el prototipo
162
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL PROYECTO POR LA RECTORA DE LA U. E. S. I. L
163
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL PROYECTO POR LA DOCENTE DEL 5TO AÑO EDUCACIÓN BÁSICA DE LA
U. E. S. I. L
164
ENTREVISTA A LA RECTORA DE LA U.E.S.I.L
165
166
VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA
167
168
CARTA DE VALIDACIÓN DEL PROYECTO
169
CARTA DE VALIDACIÓN DEL DESARROLLO DEL PROYECTO
170
ENCUESTA REALIZADA A LOS ESTUDIANTES DEL 5TO A.B DE LA U.E.S.I.L
171