MECANISMO DE INTERACCIÓN BASADO EN DISPOSITIVO WIIMOTE
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MECANISMO DE INTERACCIÓN BASADO EN DISPOSITIVO WIIMOTE
Presentado por:
William Ricardo Romero Bareño
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN
Bogotá
Enero de 2009
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MECANISMO DE INTERACCIÓN BASADO EN DISPOSITIVO WIIMOTE
Presentado por:
William Ricardo Romero Bareño
Asesor:
Profesor Fernando De la Rosa, Ph.D.
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN
Bogotá
Enero de 2009
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Tabla de Contenido Lista de Figuras Lista de Tablas 1. Introducción Descripción del problema y objetivos de la investigación ……..............………1
1.1Descripción del problema de Estudio…………………………….............................……......2
1.1.1 Gestos….......…………………………………………………………………..................2 1.1.2 Paralelos……………………………………………………………………………..........3 1.1.3 Nivel de detalle…………………………………………………………………………....4
1.2 Objetivos ………………………………………………………………………................................5
1.2.1 Objetivo General……………....……………………………………………………...........5 1.2.2 Objetivos Específicos.............................................................................................................5
1.3 Organización del Proyecto de Grado....................................................................................5
2 Trabajos Previos..........................................................................................................................6 2.1 Wii-trieve: recuperación de uso de secuencias en movimiento, aceleración de datos de controladores de la Wii ……………............................................................................................6
2.2 Tablero de bajo-costo, multi-táctil, usando un control de wii…….......................................7
2.2.1 Software……………………………………………………………..................................7 2.2.1 Hardware……………………………………………………………………….................…………….…8
2.3 Seguimiento de múltiples punteros láser usando el control remoto Wii…….......................…...8
2.4 Uso del control remoto Wii en docencia de mecánica…………………………….....………….10
3 Dispositivos de Interacción ………………......……….....................................………............11 3.1 Dispositivos de Interacción Convencionales………………………………………...…………11
3.1.1 Keyboards………………………………………………………………………………….………….11 3.1.2 Apuntadores…………………………………………………………………………………………...12 3.1.3 Trackball y touchpad……………………………………………………………………………..……12 3.1.4 Joystick………………………………………………………………………………………………..13 3.1.5 Posicionador Mecánico……………………………………………………….................…………….14 3.1.6 Posicionador electromagnético………………………………………………………….................…15
3.2 Dispoitivos de interacción no convencionales…………………………….................................15 3.2.1 Posicionador infrarrojo……………………………………………………………………..................16 3.2.2 Ratón Mouse 3D…………………………………………………….................……………………...16 3.2.3 Guante….………………………………………………………………….................………………..17 3.2.4 Dispositivos de realidad virtual…..……………………………………………….................………..18 3.2.5 Volante y pedales…………………………………………………………………………...................19 3.2.6 Esfero Lápiz………………………………………………………………………………...................19
4 Interacción hombre Máquina....................................................................................................21 4.1 Modelo Conceptual.…………………………………………......................................................21
4.1.1 Descripción de eventos…………………………………………………….……………....................22
4
4.1.2 Metafora…………………………………………………………………………………....................23 4.1.3 Mapping y experiencia de usuario esperada Descripción de eventos……………………...................23
4.2 Tipo de Interfaz…………………………………………………………….................................23
4.3 Descripción de Escenarios………………………………………………....................................24
4.4 Identificación de Usuarios Potenciales……………………………………................................26
4.5 Levantamiento de Requierimientos……………………………………….................................27 4.5.1 Requerimientos Funcioanles……………………………………………………………….................27 4.5.1.1 Manipular el cursor con el dispositivo……………………………………………………..................27 4.5.1.2 Simular clic izquierdo y derecho del mouse.........................................................................................27 4.5.1.3 Simular el gesto de delimitar zonas e indicar……………………………………………....................28 4.5.1.4 Simular Aprobación o Desaprobación……………………………………………………..................28 4.5.1.5 Simular el nivel de detalle……………………………………………………………….....................28
4.5.2 Requerimientos de Ambiente……………………………………………………………....................29 4.5.2.1 Humedad…………………………………………………………………………………...................29 4.5.2.2 Luminosidad………………………………………………………………………………..................29 4.5.3 Requerimientos de Usabilidad……………………………………………………………..................29 4.5.3.1 Fácil de aprender a usar……………………………………………………………………..................29 4.5.3.2 Tiene una buena utilidad ………………………………………………………………….................30 4.5.3.3 Es efectivo de usar ………………………………………………………………………...................30
4.5.4 Requerimientos de Experiencia de Usuario………………………………………………..................30 4.5.4.1 Divertido…………………………………………………………………………………...................30 4.5.4.2 Frustante …………………………………………………………………………………..................31
4.6 Evaluación.....................................................................................................................................32
5 Etapas de desarrollo del diseño…………………………………………………............35 5.1 Diseño del Prototipo………………………………………………………..................................35
5.1.1 Accesorios para el Funcionamiento del Prototipo………………………………………....................36 5.1.1.1 Lápiz Infrarrojo…………………………………………………………………………....................36 5.1.1.2 Controlde Wii ……………………………………………………………………………..................38 5.1.1.3 Dispositivo de reconocimiento de Bluetooth……………………………………………....................39 5.1.1.4 Dispositivos utilizados …………………………………………………………………….................39 5.1.2 Relaciones entre conceptos………………………………………………………………...................39 5.1.3 Experiencia de usuario esperada…………………………………………………………...................40 5.1.4 Descripción de eventos…………………………………………………………………….................40 5.1.5 Descripción de la calibración……………………………………………………………....................41 5.1.6 Descripción componente de software de gestos...……………………………………….....................43 5.1.6.1 Función Cargar………………….………………………………………………………....................43 5.1.6.2 Función Indicar…..………………………………………………………………………...................45 5.1.6.3 Función Aprobar…...…………….………………………………………………………...................47 5.1.6.4 Función Desaprobar……………...………………………………………………………..................48 5.1.6.5 FunciónDelimitar zona…..……….………………………………………………………...................48 5.1.6.6 Función Nivel de detalle……….…………………………………………………………..................50 5.1.6.7 Función Borrar.………………….………………………………………………………...................51 5.1.6.8 Función Anterior /Siguiente………………………………………………………………..................52
5.2 Arquitectura de la Solución……………………………………………….................................53
6 Pruebas y Análisis de Resultados……………………………...……………….............…56
5
6.1 Descripción de Pruebas……………………………………………………................................56 6.1.1 Procedimiento de Arranque ……………………………………………………………….................56 6.1.1.1 Reconocimiento del portátil con video beam y cámara bluetooth........................................................56 6.1.1.2 Reconocimiento de calibración…………………………………………………………………....................57 6.1.1.3 Marcado de Circunferencias……………………………………………………………………....................57 6.1.1.4 Marcado de Aprobación…………………………………………………………………………....................58 6.1.1.5 Marcado de Desaprobación……………………………………………………………………......................59 6.1.1.6 Ejecución del gesto Indicar……………………………………..……………………………….....................59
6.2 Reporte de Resultados……………………………………………………..................................60
6.3 Análisisde Resultados………….………………………………………...…...............................65 6.3.1 Funcionalidad..............................................................................................................................65 6.3.2 Usabilidad……………………………………………………………………….…...................66 6.3.3 Experiencia de Usuario……………………………………………………………....................66
7 Conclusiones y trabajos Futuros…………………………………………………..........67
8 Bibliografía………………………………………………………………………...........69
Anexos……………………………………………………………………………...........70 • Gráficas de encuestas………………………………………………................70
6
Lista de Figuras Figura 1-1. Gestos Manuales (Indicar y Delimitar zonas de interés)................................................... 2 Figura 1-2. Paralelos (Se incluyen el aprobar o rechazar alguna información dada). .............................4 Figura 1-3. Nivel de Detalle (Se incluyen el aumentar o disminuir, parecido a un zoom).........................4 Figura 2-1. Wii-Trieve. Vestido especial para la captura del movimiento con wiimote............................7 Figura 2-2. White-Board. Prueba de la demo ..................................................................................8 Figura 2-3. Modelo Conceptual. ..................................................................................................9 Figura 2-4. Punteros Laser........................................................................................................10 Figura 2-5. Ejemplo de un dibujo usando punteros de laser .............................................................10 Figura 2-6. Modelo Conceptual usando un wiimote en clase mecánica ..............................................11 Figura 3-1. Teclados de PC.......................................................................................................12 Figura 3-2. Mouse inalámbrico y óptico ......................................................................................13 Figura 3-3. Touch Pad de IBM ..................................................................................................13 Figura 3-4. Joystick o control de mando de X-BOX.......................................................................14 Figura 3-5. Técnica de interacción usando Joystick........................................................................15 Figura 3-6. Posicionador mecánico.............................................................................................15 Figura 3-7. Ilustración de triangulación. ......................................................................................16 Figura 3-8. Posicionador cámara infrarroja ..................................................................................17 Figura 3-9. Prototipo de un mouse 3D.........................................................................................18 Figura 3-10. Funcionalidad de cada botón del mouse 3D ................................................................18 Figura 3-11. Guante inalámbrico ...............................................................................................18 Figura 3-12.Posicionamiento de Dispositivos en realidad virtual .....................................................20 Figura 3-13. Volante que simula el manejo de un automóvil l .........................................................20 Figura 3-14. Lápiz inalámbrico para diseñadores ..........................................................................21 Figura 4-1. Modelo Conceptual de Solución.................................................................................23 Figura 4-2. Prueba sobre un screen LCD .....................................................................................25 Figura 5-1. Ejemplo de utilización de prototipo.............................................................................36 Figura 5-2. Diseño de lápiz Infrarrojo .........................................................................................37 Figura 5-3. Circuito de lápiz Infrarrojo........................................................................................38 Figura 5-4. Dspositivos Final Contrsuido.....................................................................................39 Figura 5-5. Control de Wii, utilizado como cámara infrarroja. .........................................................39 Figura 5-6. Cámara de control Wii, elemento que se utiliza .............................................................39 Figura 5-7 Targus USB Bluetooth® Adapter ................................................................................40 Figura 5-8. Ejecución de la aplicación Wiimote Whiteboard v0.3. ....................................................42 Figura 5-9. Interfaz del Wiimote Whiteboard para ejecutar la calibración...........................................43 Figura 5-10. Método de calibración............................................................................................43 Figura 5-11. Ejecución de la aplicación de Gestos.........................................................................44 Figura 5-12. Apariencia inicial de la aplicación sin importar material visual.......................................45 Figura 5-13. Botón Cargar Material............................................................................................45 Figura 5-14. Interior de la carpeta donde se encuentra el material visual de la clase.. ...........................46 Figura 5-15. Importación de carpeta con material visual.................................................................46 Figura 5-16. Proyección de material de clase, primer slide de la presentación. ....................................46 Figura 5-17. Botón Indicar. ......................................................................................................47
7
Figura 5-18. Multiples gestos de Indicar en un mismo slide. ...........................................................47 Figura 5-19. Botón Aprobar......................................................................................................48 Figura 5-20. Múltiples aprobaciones en un mismo slide. ................................................................48 Figura 5-21. Botón Desaprobar. ................................................................................................49 Figura 5-22. Múltiples desaprobaciones en un mismo slide .............................................................49 Figura 5-23. Botón Delimitar zona.............................................................................................50 Figura 5-24. Aumento del diámetro de la circunferencia según tamaño deseado por el usuario...............50 Figura 5-25. Botón Nivel de Detalle. ..........................................................................................51 Figura 5-26. Aumento de nivel de detalle de Australia en mapa de 128x128.......................................51 Figura 5-27. Botón Borrador.....................................................................................................52 Figura 5-28. Acción del borrador, se restaura el slide original borrando los gestos de forma total.. .........52 Figura 5-29. Botón Anterior y Siguiente......................................................................................53 Figura 5-30. Diapositivas anterior y siguiente ejecutado por sus respectivos botones. ..........................53 Figura 5-31. Carpeta raíz, donde se ubican las carpetas de diferentes presentaciones............................54 Figura 5-32. Interior de la carpeta, donde se ordena por orden numérico............................................55 Figura 5-33. Diagrama de Componentes del sistema......................................................................55 Figura 6-1 Agregando la cámara bluetooth al portátil. ....................................................................57 Figura 6-2 Cuatro Puntos de calibración en la superficie proyectada. ................................................58 Figura 6-3 Prueba de delimitar zona............................................................................................59 Figura 6-4 Prueba de aprobación................................................................................................59 Figura 6-5 Prueba de Desaprobación...........................................................................................60 Figura 6-6 Prueba Indicar. ........................................................................................................60 Figura 6-7 Estadística pregunta A1. ............................................................................................61 Figura 6-8 Estadística pregunta A2. ............................................................................................61 Figura 6-9 Estadística pregunta A3. ............................................................................................62 Figura 6-10 Estadística pregunta A4. ..........................................................................................62 Figura 6-11 Estadística pregunta B1. ..........................................................................................62 Figura 6-12 Estadística pregunta B2. ..........................................................................................63 Figura 6-13 Estadística pregunta B3. ..........................................................................................63 Figura 6-14 Estadística pregunta C1. ..........................................................................................63 Figura 6-15 Estadística pregunta C2. ..........................................................................................64 Figura 6-16 Estadística pregunta D1...........................................................................................64 Figura 6-17 Estadística pregunta D2. ..........................................................................................64 Figura 6-18 Estadística pregunta D3. ..........................................................................................65 Figura 6-19 Estadística pregunta D4. ..........................................................................................65 Figura 6-20 Estadística pregunta D5. ..........................................................................................65 Figura 6-21 Estadística pregunta D6. ..........................................................................................66 Figura 6-22 Estadística pregunta D7. ..........................................................................................66 Figura 6-23 Estadística pregunta E1. ..........................................................................................66 Figura 6-24 Estadística pregunta E2 ...........................................................................................67 Figura anexo1. Estadística pregunta I.........................................................................................73 Figura anexo2. Estadística pregunta II........................................................................................73 Figura anexo3. Estadística pregunta III .......................................................................................................74 Figura anexo4. Estadística pregunta IV .......................................................................................................74
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Lista de Tablas Tabla 1-1. Resultados de estudio de usuarios para elección de gestos……………………………….3
1
1. Introducción:
Descripción del problema y objetivos de la investigación Este capítulo es una introducción al problema de la integración de acciones comunes bajo
presentaciones proyectadas por medio de un dispositivo remoto y las directrices seguidas en este
trabajo para aportar a su solución. En la primera parte, se precisan los trabajos previos o
anteriores que aportaron al desarrollo del uso del wiimote. En la segunda, se muestran los
objetivos que orientaron el desarrollo del proyecto de grado. Por último, en la tercera parte se
presenta una breve descripción de los capítulos del presente informe.
En este documento se presenta la propuesta del mecanismo de interacción hombre máquina que
permite al usuario interactuar en un ambiente de docencia, es decir, puede ser útil en una clase
magistral de Universidad, una conferencia, una presentación, asesorías a distancia, usos en 2D,
educación tridimensional, simulaciones de anatomía humana (Cirugía a distancia) entre otros.
La interacción sobre materiales proyectados es parte fundamental en el desarrollo de un tema, ya
sea desde una simple presentación de PowerPoint (.ppt) hasta en ambientes inmersivos de
investigación y aprendizaje. Esta propuesta permite visualizar la existencia de diferentes vistas,
perspectivas, y realzar el detalle de lo que se quiere explicar, dando al auditorio una mejor
comprensión de algo difícil de mostrar o exponer. Se debe pensar en la implementación de un
dispositivo que ayude y facilite la interacción de esta aplicación. Actualmente, hay diversos
dispositivos de interacción que se usan en muchos medios de navegación, que facilitan y
permiten la comprensión total de lo que se quiere dar a conocer, (como síntesis de voz, realidad
virtual, Háptica y realidad aumentada). Sin embargo cada ambiente de navegación tiene sus
ventajas y desventajas frente a algunos mecanismos de interacción, eso depende del objetivo o
propósito funcional al cual fue diseñado.
Con esta investigación, se pretende definir el dispositivo más adecuado que apoye a la docencia
de la Universidad de Los Andes por medio de un mecanismo de interacción de materiales
proyectados; de tal manera, que se pueda interactuar en diversos entornos, e incluirlo como otro
recurso de soporte a la enseñanza, investigación y aprendizaje, que aportará a nuevas formas de
2
interacción en el laboratorio Colivri (Colaboratorio en Interacción, Visualización, Robótica y
Automatización).
Es por tales razones que se debe disponer de criterios de evaluación para poder seleccionar el
mejor mecanismo que lleve a la resolución de un problema determinado en el área de la docencia
y enseñanza.
1.1 Descripción del problema de Estudio
La aplicación de estudio es en la docencia. Frecuentemente, se observa la limitación que tienen
los expositores al momento de mostrar sus presentaciones con un video beam, pues muchas
veces tienen que depender de un mouse, o de una tecla del portátil para dar siguiente a la
presentación, o sencillamente quieren resaltar algo y no hay herramientas pues no se puede
marcar o se quedan cortos al mostrar con un laser la zona de interés, o hay problemas de
accesibilidad a recursos del computador en el momento en que se está haciendo una
presentación. Para solucionar estos inconvenientes hay que sacarle el máximo provecho a las
tecnologías que hoy en día tenemos, como: bluetooth, infrarrojo, y demás dispositivos que
funcionan con estas tecnologías.
La motivación del proyecto es integrar acciones comunes bajo presentaciones proyectadas en
pantallas medianas para grupos de personas por medio de un dispositivo remoto para la
interacción de la docencia de la Universidad. Las problemáticas abordadas son:
1.1.1 Gestos
Se desea integrar la acción de gestos manuales para poder delimitar zonas e indicar.
Figura 1-1. Gestos Manuales (Indicar y Delimitar zonas de interés)
3
Este conjunto de gestos se desean integrar, ya que fueron los de mayor número de votos al
momento de hacer un estudio de usuarios justificando que tipo o clase de gestos desearía tener
integrado en el dispositivo de interacción, de los cuales se implementaron 2. A continuación se
muestran los resultados de dicha elección:
Tipo de Gesto Votos
Indicar 12
Delimitar una zona de interés con una circunferencia 20
Delimitar una zona de interés con un triángulo 9
Delimitar una zona de interés con un rectángulo 11
Señalar (incluir laser rojo) 8
Tabla 1-1. Resultados de estudio de usuarios para elección de gestos. Anexo
Delimitar Zonas:
Esta acción es esencial en la enseñanza, ya que nos permite llamar la atención del auditorio en
una zona específica donde se quiere explicar o profundizar. Además, de resaltar la zona donde el
docente se quiere enfocar, se puede delimitar la zona de interés por medio de una circunferencia
o rectángulo, al tamaño (largo y ancho) que el expositor desee.
Indicar
Esta acción se desea integrar, ya que permite al docente guiar y llamar la atención del público en
un punto específico de un contenido
1.1.2 Paralelos
Esta acción es útil cuando se están haciendo paralelos o comparaciones de alguna índole, pues la
información que es verdadera o la que se debe seguir, se marca con un símbolo que da a entender
que eso es correcto (Aprobación). De igual forma, se hace con la información que no es correcta
4
y que no se debe seguir (Consejos, o advertencias frente a lo que no se debe hacer), y se marca
con una equis (X).
La manera de implementar este símbolo se puede hacer con una cara feliz dando la Aprobación
de la información, y una cara triste dando la Reprobación o Rechazo de la información mostrada.
Estas acciones se pueden hacer en tiempo real, y en caso de un error o equivocación al calificar
de parte del expositor, se puede modificar lo que se hizo sin ningún problema.
Figura 1-2. Paralelos (Se incluyen el aprobar o rechazar alguna información dada)
1.1.3 Nivel de Detalle
Esta acción facilita la visualización de un dibujo o esquema a mostrar y así poder dar una mejor
explicación. Esta acción es importante, ya que en gráficas estadísticas brinda un mejor detalle de
lo que está pasando, da paso para un mejor análisis y por ende provee mejores argumentos para
la toma de decisiones. Las funciones que se implementan son las básicas para hacer un zoom
que son Aumentar y/o Disminuir frente a una respectiva proporción.
Figura 1-3. Nivel de Detalle (Se incluyen el aumentar o disminuir, parecido a un zoom)
5
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo General
Apoyar la labor de docencia a nivel universitario con un mecanismo de interacción de materiales
proyectados con video beam, pantalla mediana, público en grupo numeroso.
1.2.2 Objetivos Específicos
• Desarrollar un dispositivo de interacción usando un wiimote
• Desarrollar un software que integre acciones comunes bajo presentaciones proyectadas en
pantallas medianas para grupos de personas
• Evaluación del prototipo de hardware y de software.
1.3 Organización del Documento
El Proyecto de Grado está dividido en ocho capítulos. El capítulo uno es una introducción al
Proyecto de Grado. En este capítulo se describe el problema y objetivos de la investigación, la
importancia de brindar más herramientas a los expositores y docentes de cualquier tema.
El capítulo dos presenta los trabajos previos hechos con wiimote. Se da una breve descripción de
las principales aplicaciones encontradas en el mundo.
El capítulo tres es una discusión de los dispositivos convencionales. En la exposición de estos
dispositivos se muestran las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. De la misma manera se
muestra los dispositivos de tecnología avanzada que se usan hoy en día y que ayudan a mejorar
el mecanismo a crear.
El capítulo cuatro es una descripción de la metodología propuesta. Se presenta en detalle la
propuesta con temas importantes vistos en la materia Interacción Hombre Máquina.
El capítulo cinco es una continuación de la metodología propuesta. En este capítulo se presenta
el análisis del estado de arte. De forma simultánea se describe cada accesorio que conforma la
aplicación para su correcto funcionamiento. El capítulo seis es la explicación de la arquitectura
de solución. Se presentan los componentes de hardware y software que se requieren para
entender la forma como funciona cada elemento y se exponen las pruebas y los análisis de
resultados. En el capítulo siete se dan las conclusiones y los trabajos futuros o continuación del
desarrollo de este proyecto de grado. Por último, se muestran las referencias consultadas y los
anexos del trabajo.
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2 Trabajos Previos
En este capítulo se da una breve descripción de los trabajos previos ya existentes relacionados
con el problema de estudio. En la primera parte se muestran los adelantos conseguidos a nivel
internacional en el uso del wiimote. En la segunda parte se presentan los dispositivos
relacionados que aportan a la solución de distintas maneras al problema.
2.1 Wii-trieve: recuperación de uso de secuencias en movimiento, aceleración de datos de controladores de la Wii Este trabajo presenta un enfoque novedoso para la recuperación especificada por el usuario
utilizando las propuestas de la aceleración de la información obtenida de los controladores de
Wii. El principal objetivo de este trabajo es desarrollar un sistema que guarda el uso de
secuencias en movimiento, lo que ayudaría a los animadores profesionales, así como los usuarios
comunes para extraer información en cuanto a coordenadas, tipo de movimiento, ejes, y demás
datos importantes en la generación de movimiento que esta almacenada en una base de datos de
captura de movimiento mediante la aceleración y la información obtenida de los controladores de
la Wii. [1]
Figura 2-1. Wii-Trieve. Vestido especial para la captura del movimiento con wiimote
7
Los resultados son que en la actualidad están en el proceso de prueba del sistema de
identificación de las áreas, las cuales necesitan mejorarse. Hasta el momento el estudio que han
hecho, determina que la aceleración de los patrones de las diferentes propuestas son, en realidad,
discernibles. La preocupación era que el sistema no sería capaz de discriminar entre los
movimientos de caminar y correr, que son algo similar.
Esto sirve para hacer simulaciones en 2D y 3D, ya sea de personas o animales, gracias al uso del
control del Wii. [2]
2.2 Tablero de bajo-costo, multi-táctil, usando un control de wii El control de Wii puede rastrear las fuentes de infrarrojos (IR), gracias a esto, se puede realizar
un seguimiento de lápices que tienen en su punta un led infrarrojo (IR). Apuntando un control de
Wii en una pantalla LCD, puede crear tableros interactivos. El control de Wii puede rastrear
hasta 4 puntos, y se pueden usar hasta 4 lápices.
2.2.1 Software
La calibración y el cursor del ratón de emulación de software están disponibles para ser usado.
[3]
Lo que debe hacer básicamente es:
1. Conectar el Wii a un PC a través de Bluetooth.
2. Descargue el software del Tablero Interactivo Wii. Asegúrese de que el Wii está conectado a
través de Bluetooth y, a continuación, ejecuta el programa llamado WiimoteWhiteboard v0.2 en
la carpeta principal. El multitouch está en el lenguaje de programación C #.
Figura 2-2. White-Board. Prueba de la demo
8
2.2.2 Hardware.
Para la construcción del Lápiz se necesita de un led infrarrojo, un interruptor, una resistencia y
baterías. Con esto se puede simular lo que hace un mouse pero solo el puntero izquierdo, es
decir, hace click y doble click. Como se puede apreciar en la imagen de la izquierda se puede
hacer rayas o lo que desee en el programa de Paint.
Figura 2-3: Modelo Conceptual
Para bajar la fuente del código está disponible en el siguiente enlace:
http://www.cs.cmu.edu/~johnny/projects/wii/ [3]
Donde podrá encontrar por Multitouch: source code, que es el código donde se puede calibrar el
lápiz para que la aplicación funcione. Y la aplicación la encuentra por Wiimote Whiteboard v0.3;
donde incluye el código fuente de la aplicación del tablero interactivo.
2.3 Seguimiento de múltiples punteros láser usando el control remoto Wii En este trabajo lo que hicieron fue con la ayuda de un driver llevar al programa a sacar el filtro
de infrarrojos, la cámara hará un seguimiento de los puntos visibles de la luz, incluidos los
punteros láser. Es como si fuera un mouse con la diferencia que no necesita hacer contacto sobre
la pantalla proyectada o sobre la pantalla LCD, ya que a distancia puede hacer rayas o
constantemente hacer click.
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Figura 2-4: Punteros Laser
Lo malo de esto, es que debe ser continuo lo que hace, ya que como el láser es permanente, el
programa lo recibe como si tuviera oprimido el puntero izquierdo del mouse. Además, se
descubrió que si usted lee los datos directamente en la cámara utilizando un chip I2C, puede
obtener el seguimiento de 200 Hz (frente a los 100 Hz que usted obtiene a través de Bluetooth).
Sin embargo, esto puede variar de cómo obtiene los datos en su computador. [4]
Figura 2-5: Ejemplo de un dibujo usando punteros de laser
Se puede hacer el seguimiento en 3D con el control Wii. Lastimosamente, la resolución podría
sufrir un poco, también podría ser una buena idea para hacer un escáner automático que sigue a
una red [5].
10
2.4 Uso del control remoto Wii en docencia de mecánica Maurizio Vannoni del Instituto Nazionale di Applicata de Óptica y Samuele Straulino de la
Universidad de Firenze, dicen que el Control Remoto Wii es la herramienta perfecta para enseñar
a los estudiantes acerca de la mecánica. [6]
“Los acelerómetros son caros para las aulas, y no fácilmente disponibles para la mayoría de los
docentes. Por lo tanto, se dieron cuenta que el controlador del Control Remoto Wii, podría ser
más útil en el desarrollo de experimentos sencillos a ser realizados con estudiantes de la escuela
secundaria”.
Figura 2-6: Modelo Conceptual de un péndulo oscilante usando wiimote
Los acelerómetros se utilizan para medir la aceleración, incluyendo la aceleración gravitacional,
"El Control Remoto Wii tiene un eje de tres acelerómetros, lo que le permite una medida de los
movimientos del jugador a lo largo de tres ejes (como en un juego de tenis). Una cámara en la
parte frontal del dispositivo puede localizar y hacer un seguimiento de hasta cuatro fuentes
infrarrojas (IR), más que el dispositivo para evaluar su posición relativa.
Para enseñar a los estudiantes conceptos de cinemática y dinámica como la fuerza, velocidad y
aceleración, Vannoni y Straulino utiliza el Control Remoto Wii para medir la aceleración de un
péndulo oscilante. El mando a distancia conectado a un PC a través de Bluetooth y el software
utilizado para interpretar los datos numéricos, calculan y representan gráficamente el péndulo de
la posición, velocidad y aceleración". [7]
11
3 Dispositivos de Interacción
En la primera parte de este capítulo se presentan los dispositivos de interacción convencionales,
los que la mayoría de personas utilizan. En la segunda parte están los dispositivos relacionados al
tema a resolver, aquellos que han sido pie para desarrollar nuevos productos y por ende son
dispositivos de interacción no convencionales.
3.1 Dispositivos de Interacción Convencionales
Para que la aplicación pueda desarrollar la interacción con el usuario, es preciso que se
investigue y se difundan dispositivos de interacción. Estos artefactos interactivos, fruto de la
inventiva humana, carecen de las transparencias típicas de la interfaz comunicativa natural; Tales
dispositivos artificiales de interacción, disponen de varias características importantes ya que
tienen mucha acogida en el mercado actual. A continuación, se describe con mayor detalle los
dispositivos convencionales:
3.1.1 Keyboards (Teclado)
• El más usado
• Mecanismo (Forma como se usa “usabilidad”)
• Con/sin cable
• Contacto con las teclas
• Nº de teclas
• Memoria (buffer)
• Velocidad de transferencia
• 300 caracteres/min = 5 bytes/seg
Figura 3-1: Teclados de PC
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Caso de Uso: Cuando se hacen presentaciones de PowerPoint, el teclado ha sido útil para dar
siguiente o avanzar al próximo slide o página de presentación
3.1.2 Apuntadores (mouse)
• Componente básico
• Ideal para manipular objetos en pantalla
• Preciso
• Mecánico, óptico
• Con/sin hilos
Figura 3-2: Mouse inalámbrico y óptico
Caso de Uso: Cuando se hacen presentaciones de PowerPoint, el mouse ha sido útil para dar
siguiente o avanzar al próximo slide o página de presentación con solo un click.
3.1.3 Trackball y Touchpad
• Compactos, poco espacio
• Precisos
• Dificultad en movimientos largos
• Utilizados en portátiles
Figura 3-3: Touch Pad de IBM
13
Caso de Uso: Cuando se hacen presentaciones de PowerPoint, el touch pad hace la misma
función de un mouse. Es útil para dar siguiente o avanzar al próximo slide o página de
presentación con solo un click.
3.1.4 Joystick
• Necesita poco espacio
• Barato y robusto
• Usado para juegos y entornos de navegación virtual
• Para tareas que trabajan dirección y velocidad
Figura 3-4: Joystick o control de mando de X-BOX
Caso de Uso: Cuando se hacen pruebas de navegación en 3D, o en ambientes inmersivos, los
joystick han sido muy útiles para la docencia en computación gráfica.
A continuación se verá otro caso de uso de los joystick en realidad virtual:
La aplicación que se pretende realizar dentro del marco de Realidad Virtual, en el cual el
ordenador crea un entorno sensorial que es dinámicamente controlado por las acciones de la
persona, aparentando ser real para ella. Por tanto, se necesitan de dispositivos especiales y
algunos aspectos fundamentales:
• Interactividad
• Combinación de sentidos. Inmersión
• Sensación de realidad. Realimentación visual en tiempo real, calidad de la imagen
• Exploración por el usuario de un mundo virtual creado por el ordenador
• Exploración de diseños de arquitectura
• Interacción con otros usuarios participantes en la misma aplicación
14
• Educación tridimensional o simulaciones de anatomía humana (Cirugía a distancia.)
• Acción a distancia sobre el mundo real a través de una representación virtual del mismo.
Figura 3-5: Técnica de interacción usando Joystick
3.1.5 Posicionador Mecánico
• Estructura articulada ajustable
• Rápidos y exactos pero incómodos
Figura 3-6: Posicionador mecánicos
Mundo virtual
ordenador
15
Caso de Uso: Cuando se calibra un área de interés y se quiere interactuar o probar dentro de esa
área es muy útil para ver resultados dentro de esa zona.
3.1.6 Posicionador electromagnético
• Emisor externo de campos electromagnéticos
• Detector en usuario. Envía al ordenador
• El ordenador calcula por triangulación
• Populares pero inexactos. Les afecta el metal
Figura 3-7: Ilustración de triangulación
Caso de Uso: Cuando se envié la señal de click o dar siguiente en una presentación de
diapositivas.
3.2 Dispositivos de Interacción no Convencionales
Estos artefactos interactivos, incluyen una mayor tecnología y un alcance más ambicioso, pueden
manejar ya objetos en tercera dimensión y gráficas más exigentes para los computadores. Tales
dispositivos de interacción se usan en la investigación y desarrollo de nuevas formas de estudio y
aplicativos para juegos y entretenimiento. A continuación, se describe con mayor detalle los
dispositivos no convencionales:
16
3.2.1 Posicionador infrarrojo
• Emisores fijos y cámaras receptoras.
• Triangulación
• Precisan línea directa entre emisor y cámara
• Los emisores deben estar directamente en la línea de visión de las cámaras o celdas
cuadradas
• Este tipo de posicionador no es afectado por grandes cantidades de metal
• Para fijar la ubicación del posicionador, una computadora debe triangular una posición
basada en los datos de las cámaras
Figura 3-8: Posicionador cámara infrarrojo
3.2.2 Ratón / mouse 3D
Es capaz de desplazarse en las tres dimensiones del escritorio sin necesidad de utilizar el
teclado, es compatible con más de 130 aplicaciones, funciona con múltiples sistemas operativos
y gracias a sus pequeñas dimensiones se puede llevar a cualquier parte.
• Ratón con posicionador
• Útil para navegar y seleccionar
• Es inalámbrico
• Funciona en todas las direcciones posibles: arriba, abajo, izquierda, derecha y ahora
delante y atrás.
17
Figura 3-9: Prototipo de un mouse 3D
Figura 3-10: Funcionalidad de cada botón del mouse 3D
Caso de Uso: Cuando se hacen presentaciones de PowerPoint, el mouse ha sido útil para dar
siguiente o avanzar al próximo slide o página de presentación con solo un click, sin embargo con
este dispositivo se puede rotar o girar objetos en 3D
3.2.3 Guante
• Más intuitivo.
• Permite manipular objetos
• Varias tecnologías
Figura 3-11: Guante inalámbrico
18
• En la actualidad estos guantes, están siendo construidos con sistemas de guayas para dar
la sensación de dureza de un material o su textura, así como materiales a los que se les
puede variar su temperatura, de tal forma que se pueda general la sensación de
temperatura de un material que está siendo manipulado.
Caso de Uso: Cuando hay aplicaciones en 2D o 3D es muy útil pues da la sensación de poder
agarrar objetos, moverlos, girarlos, rotarlos y demás en clases que tengan que ver con la parte
gráfica.
3.2.4 Dispositivos de Realidad Virtual
Hay diversos elementos que se utilizan en la realidad Virtual como dispositivos de
posicionamiento, dispositivos de visualización, dispositivos de navegación y computador.
Figura 3-12: Posicionamiento de dispositivos en Realidad Virtual
Para ello se debe tener en cuenta:
• Posicionamiento o grados de libertad
• Mundo tridimensional: 6 grados de libertad
• Posición, orientación.
• El objetivo de los posicionadores es determinar la posición (x,y,z) y la orientación (yaw,
pitch, roll) de alguna parte del cuerpo del usuario en relación a un punto fijo
• La mayoría de los dispositivos de interacción utilizados en realidad virtual tienen un
posicionador en ellos.
19
• La latencia es el retardo entre el cambio de la posición y orientación del objetivo que es
seguido y el informe de este cambio al computador.
• Si la latencia es mayor de 50 milisegundos lo notará el usuario y posiblemente puede
causar nausea o vértigo
3.2.5 Volante y pedales
Utilizados para controlar simuladores virtuales y juegos con vehículos, proporcionando una
experiencia análoga a la real.
Figura 3-13: Volante que simula el manejo de un automóvil
Caso de Uso: Cuando hay aplicaciones en 2D o 3D es muy útil ya que ayuda a navegar y
explorar ambientes en tercera dimensión, además puede tomar en algunos casos control de
objetos y demás.
3.2.6 Esfero / Lápiz
• Para diseñadores o usuarios comunes
• Incluye una tecla directa para office e Internet
• Programa las teclas clave en los cuadros vacios en la parte superior de la tableta
• El lápiz inalámbrico incluye dos botones y un nivel de sensibilidad de presión de 1024 lpp
• Mientras dibuja con el lápiz digital, se puede controlar todo tipo de formas y grosores fácilmente.
20
Figura 3-14: Lápiz inalámbrico para diseñadores
Caso de Uso: Cuando hay aplicaciones de dibujo, se puede tomar control de varias herramientas
que ofrecen diversos programas de expresión gráfica e interactuar con ellos.
21
4 Interacción Hombre Máquina
En este capítulo se presenta de manera amplia el marco teórico del tema Interacción Hombre
máquina (IHM) aplicado al problema a resolver.
El capítulo se divide en seis secciones que explican cada etapa de la propuesta dada. La primera
sección da una idea general e introductoria del modelo conceptual. Las siguientes tres secciones
exponen el tipo de interfaz, los escenarios donde aplica este trabajo y se identifica los usuarios
potenciales. Las últimas dos secciones presentan el levantamiento de requerimientos y la
evaluación de la propuesta.
4.1 Modelo Conceptual Esta propuesta ayuda accesar a todos los recursos y funcionalidades que ofrece los computadores
en el momento de estar presentando una exposición, la cual tiene integrada la aplicación de
gestos para ayuda de quien expone su clase. Esto se logrará simulando la tecnología conocida
como “touch screen” en la que los usuarios van a poder literalmente manejar el mouse desde el
nuevo dispositivo tipo lápiz. El usuario debe tener los siguientes componentes de hardware:
• Portátil o PC
• Cámara con bluetooth conectada al PC
• Dispositivo tipo lápiz
• Video Beam
Una vez se tenga estos componentes de hardware, se procederá al montaje y ubicación de cada
uno de ellos para su correcto funcionamiento. A continuación se explicará paso por paso cómo
el profesor o expositor debe proceder para el óptimo montaje de componentes:
• Lo primero que debe hacer es conectar el video Beam al portátil para que pueda proyectar
la información en el lugar de proyección.
• Luego por vía bluetooth conecta la cámara Bluetooth al portátil, de tal modo que el
portátil reconozca la cámara y se ubica la cámara apuntando al lugar de proyección que
es donde se va a mostrar la información y por ende la interacción.
22
• Luego se ejecuta la aplicación de calibración donde se especifica la zona de interacción,
(se explica con mayor detalle en el capítulo 5).
• Enseguida que aparezca la pantalla de calibración se toma el dispositivo tipo lápiz que es
donde se debe precisar 4 puntos para delimitar la zona de interacción con el botón o
switch que el lápiz ofrece.
• Por último, se ejecuta el programa llamado Gestos e inmediatamente se carga la
aplicación donde puede cargar el material de clase e interactuar con las diferentes
funcionalidades de gestos que este brinda. La idea del montaje de los diferentes
componentes de hardware se puede ver en la siguiente imagen:
Figura 4-1: Modelo Conceptual de Solución
4.1.1 Descripción de eventos (posible escenario)
El usuario quiere hacer una presentación sobre una tela en la que se va a proyectar el contenido a
presentar que va a apoyar la proyección. Para esto, el usuario sigue todos los pasos mencionados
anteriormente para el montaje de los componentes de hardware. Abre la aplicación llamada
Gestos y se abre el programa donde el usuario puede interactuar con el material de clase que
traiga. Luego, carga y se proyecta los diferentes slides donde tienen el contenido de la clase.
Con este programa puede dar siguiente a la diapositiva que sigue y puede dar anterior a la
23
diapositiva que esta atrás. De igual forma, están las funciones de gestos que están compuestas
por los gestos de aprobación, desaprobación, indicar, delimitar zona de interés, nivel de detalle,
borrador. Si el expositor lo requiere y desea cargar otro material que tiene, puede hacerlo con
una función que es precisamente para importar otro material en formato (.jpg, .bmp). Para salir
de la aplicación puede accionar la tecla esc.
4.1.2 Metáfora
La metáfora de esta propuesta es la marcación de diferentes gestos o figuras ilustrativas que los
profesores hacen en un tablero común de clases. La aplicación ofrece la selección de diversos
gestos la cual está integrada en su solución, y puede elegir gestos como aprobación,
desaprobación, indicar, delimitar zona de interés, nivel de detalle y borrar. De esta manera se
espera que el usuario entienda el sistema como una extensión tecnológica de esta misma idea
pero aplicada a cualquier clase o conferencia hecha en la institución por medio de un video
beam, o una pantalla. Con esto se logra que el usuario logre una adaptación rápida al sistema.
4.1.3 Mapping y experiencia de usuario esperada
El dispositivo infrarrojo corresponde al elemento que hace que la aplicación, mediante el PC y la
cámara, según el gesto o funcionalidad que el usuario ha escogido, este puede ser interpretado
por el movimiento que ejerce el usuario sobre la superficie proyectada. De esta sencilla manera
se espera que el usuario se sienta satisfecho con el producto pues está consiguiendo algo útil de
manera económica, dando acciones que ningún dispositivo ofrece en la docencia para
presentaciones proyectadas en pantallas medianas para grupos de personas por medio de un
dispositivo remoto.
4.2 Tipo de interfaz
Este producto está compuesto por una serie de dispositivos que se clasifican básicamente en 2
tipos de interfaces.
Interfaz de contacto: Como se explicó en el modelo conceptual, este sistema está basado en un
concepto que sigue la analogía de una pantalla táctil, en la que con el contacto entre la
24
superficie donde se proyecta imagen y el dispositivo infrarrojo genera una acción del mouse en
el sistema operativo. Esto hace que este sistema manejado por el dispositivo infrarrojo sea un
tipo de interfaz de contacto.
Interfaz Tangible: Este sistema también se puede clasificar como una interfaz tangible porque
los movimientos físicos del dispositivo infrarrojo sobre la superficie de proyección del video
beam tienen una representación digital, en donde el movimiento de la posición del dispositivo
con respecto al área de trabajo definida y calibrada tiene como consecuencia la manipulación
del punto del mouse y la de hacer click y sus acciones integradas. Entonces esto hace que este
producto también este en una clasificación de interfaz tangible.
4.3 Descripción de Escenarios
Identificador del escenario: Clase Magistral
Autor: William Romero
Usuarios participantes: Profesor y alumnos
Descripción del escenario: Un profesor desea hacer una exposición sobre diferentes tipos de
interfaces, el profesor tiene una presentación en diapositivas, pero además tiene material
externo que podría ser muy útil para que sus estudiantes aprendieran mejor el tema.
Figura 4-2: Prueba sobre un screen LCD
El material adicional en Word, y un programa de animación en 3D Max; el profesor necesita ir
alternando su presentación con el material de apoyo mencionado anteriormente, y necesita ser
25
muy rápido pues el desplazamiento al sitio donde está ubicado el computador para acceder a las
páginas de Word o los programas podría generar distracción a los estudiantes. Para esta
dinámica en la clase el Mecanismo Interactivo es muy útil, ya que puede acceder muy
versátilmente a todas las funciones del computador e ir alternando su presentación con solo
hacer contacto en la proyección del video Beam.
Identificador del escenario: Reportes Financieros de un Departamento
Autores: William Romero
Usuarios participantes: Analista Financiero ante la junta directiva
Descripción del escenario: El gerente Financiero de la empresa X necesita mostrar los estados
financieros a la junta directiva de la empresa para la que trabaja. Quiere mostrar cuentas del
Balance General y del Estado de Resultados entre otros; Además, necesita mostrar las
relaciones entre cuentas y cómo unas cuentas afectan a otras y el por qué de cada balance. El
gerente financiero tiene dos opciones, podría predeterminadamente hacer una presentación
plana donde mostrará esto, o dado su manejo del tema, podría en tiempo real dibujar y escribir
e interactuar con los estados financieros de la empresa explicando lo que está pasando entre sus
cuentas. Esto haría que los miembros de la junta que están mirando y analizando el reporte,
entendieran de una forma más clara de donde es que están saliendo todas las cuentas.
Identificador del escenario: Clase de Cátedra en Medicina
Autores: William Romero
Usuarios participantes: Profesor (Cirujano)
Descripción del escenario: Un cirujano y su equipo de 5 doctores tienen que hacer una cirugía
estética en varias zonas de la cara, antes de hacer esta cirugía el equipo de doctores y cirujanos
se reúnen y analizan como se va a proceder con el caso del paciente en específico. Pues antes
de efectuar la cirugía los especialistas ya tienen calculado en qué puntos específicos tienen que
actuar. Entonces, todos los doctores tienen que entender de la misma manera esta tarea,
realmente se hace difícil explicarlo en palabras y hacerlo por fotos planas es una tarea
engorrosa por el tamaño de la persona y porque la interacción se puede limitar ya que
difícilmente se puede borrar, girar en 3D etc. Es en ese momento es donde el dispositivo
podría servir como herramienta clave para el mejor entendimiento sobre cómo se va efectuar el
26
proceso de cirugía. Esto repercutiría en mejores resultados en las cirugías, gracias a una mejor
coordinación del equipo de doctores en tiempo real.
4.4 Identificación de Usuarios Potenciales
Dado que se va a solucionar las necesidades de las personas que en sus tareas cotidianas tienen
que hacer exposiciones y presentaciones, en lugares como oficinas, salones de clase, auditorios
entre otros, los usuarios potenciales serán profesores universitarios que manejan en sus clases
presentaciones en las cuales hay buena información gráfica.
Cabe resaltar que este dispositivo puede llegar a diversos mercados, pues esta herramienta
puede ayudar a solucionar problemas en otras áreas, diferentes a las que me he concentrado,
como por ejemplo la medicina y específicamente en la cirugía plástica, en donde antes de una
cirugía los cirujanos puedan comunicarle eficazmente a su equipo de doctores los
procedimientos de la cirugía, utilizando la imagen proyectada de la persona e interactuar con
esta imagen para lograr el mayor entendimiento de los doctores. También se puede utilizar en
la enseñanza de niños de 3-7 años en donde las ayudas audiovisuales son claves para el
aprendizaje de los niños, ya que según estudios la información se retiene más en la memoria
por medio de imágenes que por texto.
Este mecanismo de interacción se concentrará en cumplir con los requerimientos de los
usuarios al momento de hacer una exposición ante una presentación proyectada por un video
Beam. Identificado claramente el usuario objetivo para esta etapa del proyecto puedo perfilar a
los usuarios con las siguientes características:
Edad: entre 18-55
Ocupación: Profesor, Expositor, Estudiantes
Conocimiento Básico: Manejo básico de computadores
Sexo: Masculino y Femenino
27
4.5 Levantamiento de Requerimientos
4.5.1 Requerimientos Funcionales
4.5.1.1 Nombre: Manipular el cursor con el dispositivo
Descripción: El usuario podrá manipular el puntero del mouse, según los movimientos que
haga con el dispositivo, el desplazamiento que el usuario haga con el dispositivo sobre la
proyección, generará el mismo movimiento en el puntero del mouse.
Pre-Condición: Todos los dispositivos del producto están prendidos y además cuando el
usuario se desplace, el apuntador también se desplazará (puede estar proyectado sobre un
telón, pared, tablero, etc.). Además el área de trabajo está definida y calibrada.
Post -Condición: El usuario al cumplir con las precondiciones, y al desplazarse con el
dispositivo por la imagen proyectada, el sistema tendrá que generar una representación digital,
es decir el sistema garantiza que el cursor del computador va a estar ubicado en el mismo sitio
donde el usuario tiene apuntando el dispositivo apuntador
Criterio de aceptación: Los usuarios evaluaran, la efectividad del dispositivo en términos de
fidelidad entre los movimientos físicos con el dispositivo y los movimientos generados del
mouse. En una escala de 1 a 5, donde 1 es malo y 5 excelente, el 90% de los usuarios deberá
otorgar una calificación mínimo de 4.
4.5.1.2 Nombre: Simular click izquierdo del mouse
Descripción: El usuario oprime el botón del puntero, encima del elemento de la interfaz
proyectada por el video beam, esto se tiene que ver reflejado en la acción del click del mouse
sobre ese elemento de la interfaz.
Pre-Condición: Cumplir las mínimas precondiciones descritas en el requerimiento anterior y
poner el dispositivo encima del elemento gráfico proyectado y hace clic encima de este.
Post -Condición: El sistema toma la acción descrita en la precondición como un clic, con esto
el usuario podrá tener las acciones que le ofrece el Mouse con solo “tocar” una vez la
superficie, tal como se haría en una interfaz de contacto.
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Prueba de aceptación: El 99% de los usuarios podrá acceder a 3 aplicaciones que el usuario
desee entrar por medio de la nueva interacción con el dispositivo sobre la imagen proyectada.
4.5.1.3 Nombre: Simular el gesto de delimitar zonas e indicar
Descripción: El usuario oprime el botón del dispositivo sobre la zona que quiere delimitar,
puede aumentar o disminuir esta región de interés como el desee.
Pre-Condición: Cumplir las mínimas precondiciones descritas en el requerimiento anterior y
poner el dispositivo encima del elemento gráfico proyectado y hace clic encima de este.
Post -Condición: El sistema toma la acción descrita en la precondición como un clic, con esto
el usuario podrá tener las funciones de delimitar una zona por medio de una circunferencia.
Prueba de aceptación: El 90% de los usuarios podrá acceder a 3 aplicaciones que el usuario
desee entrar por medio de la nueva interacción con el dispositivo sobre la imagen proyectada.
4.5.1.4 Nombre: Simular Aprobación o Desaprobación
Descripción: El usuario oprime el botón del dispositivo sobre la zona de interés, esto se tiene
que ver reflejado en la acción del clic del mouse sobre ese elemento de la zona.
Pre-Condición: Cumplir las mínimas precondiciones descritas en el requerimiento anterior y
poner el dispositivo encima del elemento gráfico proyectado y hace clic encima de este.
Post -Condición: El sistema toma la acción descrita en la precondición como un clic, con esto
el usuario podrá tener las funciones de aprobar o reprobar la información mostrada
Prueba de aceptación: El 90% de los usuarios podrá acceder a 2 aplicaciones que el usuario
desee entrar por medio de la nueva interacción con el dispositivo sobre la imagen proyectada.
4.5.1.5 Nombre: Simular el nivel de detalle
Descripción: El usuario oprime el botón del dispositivo sobre la imagen de interés, esto se
tiene que ver reflejado en la acción del clic del mouse sobre ese elemento de la zona.
Pre-Condición: Cumplir las mínimas precondiciones descritas en el requerimiento anterior y
poner el dispositivo encima del elemento gráfico proyectado y hace clic encima de este.
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Post -Condición: El sistema toma la acción descrita en la precondición como un clic, con esto
el usuario podrá tener la función de aumentar la imagen según la proporción que el desee.
Prueba de aceptación: El 90% de los usuarios podrá acceder a 1 aplicación que el desee entrar
por medio de la nueva interacción con el dispositivo sobre la imagen proyectada.
4.5.2 Requerimientos de Ambiente
4.5.2.1 Nombre: Humedad
Descripción: El sitio de trabajo no debe estar expuesto a una cantidad abundante de humedad
porque esto podría dañar los dispositivos electrónicos del producto. Si se utilizara el producto
en estas condiciones podría no funcionar correctamente algún dispositivo y por ende podría no
servir el dispositivo interactivo.
4.5.2.2 Nombre: Luminosidad
Descripción: Este es punto importante y sobre el cual se debe tener buena claridad, para la alta
fidelidad en el funcionamiento del producto se debe garantizar que la superficie donde se
proyectan las imágenes del video beam, no debe estar expuesta a los rayos de sol directamente
porque de esta forma, se reduce la fidelidad en la representación digital, es decir el espectro de
rayos del sol haría que por momentos llegaran mas rayos luminosos, que producirían
interferencia entre el dispositivo y la cámara receptora.
4.5.3 Requerimiento de Usabilidad
4.5.3.1 Nombre: Fácil de aprender a usar
Descripción: Los usuarios tienen que aprender a usar el dispositivo de forma intuitiva, es decir
por medio de la analogía de Interfaz por contacto, los usuarios deben aprender a manejar el
producto en menos de 30 segundos, es decir en el nivel de facilidad lo que se está buscando es
que no se necesite tocar antes un manual para interactuar con el producto.
Prueba de aceptación: Se le entrega el producto al usuario, se hace una descripción del
producto y se muestra su funcionalidad durante 20 segundos, después de esto se hará la
30
siguiente prueba. Se le dará 40 segundos al usuario para que primero abra paint, segundo
inserte una imagen, tercero haga un gesto y finalmente apruebe o desapruebe esta acción.
El criterio de aceptación es que mínimo el 90% de los usuarios potenciales deberá hacerlo en
menos de estos 40 segundos.
4.5.3.2 Nombre: Tiene una buena utilidad
Descripción: Que para los usuarios potenciales del producto, este producto les genere un valor,
que las funcionalidades que ofrece el producto sean realmente útiles para los usuarios, este
requerimiento quiere medir que el producto en realidad sea útil para los usuarios para los cuales
este dirigido.
Prueba de aceptación: Para la pregunta si el producto les parece una herramienta útil para el
mejoramiento de sus exposiciones, el criterio es que mínimo el 90% deberá responder
afirmativamente a esta pregunta.
4.5.3.3 Nombre: Es efectivo de usar
Descripción: Este requerimiento es importantísimo porque se debe garantizar que a los usuarios
la manipulación con el producto sean tan efectiva, como cuando ellos interactúan normalmente
con un Mouse, este requerimiento es importante porque verifica que haya una alta fidelidad
entre la manipulación tangible y la representación digital.
Prueba de aceptación: El usuario tiene que abrir 3 programas y máximo puede cometer 2
errores en el desempeño de esta tarea. Si el número de errores es mayor, habrá que trabajar en
la consistencia entre la manipulación de la imagen proyectada y la representación digital en el
computador.
4.5.4 Requerimiento de Experiencia de Usuario
4.5.4.1 Nombre: Divertido
Descripción: El usuario tiene que sentir que esta nueva herramienta hace que sus
presentaciones se tornen más dinámicas, más interactivas y por ende enriquezca sus
presentaciones a la Hora de dictar una clase. Además, la forma de interacción debe ser
divertida. Esto se debe dar porque esta herramienta le da la facultad al usuario de jugar con la
31
interacción y hacer sus presentaciones menos monótonas y por ende conseguir mejores
resultados con estas.
Prueba de aceptación: Calificando de 1 a 5 el nivel de diversión del producto, siendo, 1 bajo y
5 alto, el criterio de aceptación es que el 90% de los usuarios debe haber calificado 4 o
superior.
4.5.4.2 Nombre: No Frustrante
Descripción: Este es un requerimiento fundamental para garantizar que a los usuarios, esta no
sea una experiencia frustrante de interacción con dispositivo. Si alguien considera frustrante la
experiencia, implica que hay un punto en el desarrollo del proyecto en donde se están
cometiendo errores.
Prueba de aceptación: Calificando de 1(bajo) a 5(alto) el nivel de no frustración que sintieron
al interactuar con el dispositivo, es del 95% de los usuarios.
4.6 Evaluación
La evaluación del mecanismo permite valorar varios aspectos que son fundamentales a la hora de
probar una propuesta de diseño, como:
• Comprobar que los usuarios pueden utilizar el producto y que por ende les guste
• Como diseñador de este prototipo de alta fidelidad se obtiene retroalimentación sobre las
ideas de diseño de los usuarios.
• Aportan a la solución de los principales problemas antes de que el producto preliminar se
ponga en uso en las aulas de la institución, y por ende luego salga el producto final.
• Contribuyen a la solución centrándose a problemas reales
La evaluación se hizo a 5 usuarios potenciales por medio del método de encuestas, en el cual se
investigó a los usuarios con preguntas enfocadas en la parte de:
• Funcionalidad
• Usabilidad
• Experiencia de usuario
32
• La parte de diseño del prototipo
• Qué problemas soluciona esta propuesta
• Costos del prototipo
• Mejoras o evolucionas a futuro entre otras.
Esta evaluación proporcionó información importante acerca del prototipo en cuanto a su eficacia,
efectividad, uso agradable, aspecto físico y por ende, todos estos datos ayudaron a comprobar si
el producto cumple con las necesidades de los usuarios.
La plantilla de la encuesta que se realizó a los 5 usuarios potenciales es esta:
Evaluación de prototipo
Mecanismo de Interacción usando Multi-Puntos con
Wiimote
Objetivo:
El objetivo de esta encuesta es analizar aspectos de usabilidad y experiencia de usuario del prototipo descrito por los encuestadores. De esta manera se piensa evaluar la eficiencia de diseño así como la forma en que los posibles usuarios del producto ven la idea. Igualmente se quiere mirar las reacciones de la gente que sabe que lo que están probando es apenas un producto piloto y que su opinión es importante para el futuro del mismo. Vale aclarar que esta encuesta es totalmente anónima y que ninguna información, sin su consentimiento, será dada a terceros. Para esto solo es necesario contestar las siguientes preguntas. A evaluar:
Prototipo: Dispositivo para presentaciones proyectadas en pantallas medianas para grupos de
personas.
A. Montaje del Sistema
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. ¿Es fácil conectar el portátil al video Beam y proyectar el contenido del portátil al sitio
de proyección? _____
2. ¿Es fácil que el portátil reconozca la cámara vía bluetooth? _____
3. ¿Es fácil poner la ubicación de la cámara al sitio donde se va a proyectar? _____
33
4. ¿Es sencillo el proceso de transformación del material de clase a imágenes en formato
.jpg?_____
B. Calibración
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. ¿Es fácil ejecutar el programa de calibración? _____
2. ¿Es claro delimitar la zona de interacción por los 4 puntos que se muestran? _____
3. ¿Es eficiente la calibración hecha al sitio de proyección? _____
C. Exportación de Materiales
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. ¿Es claro el icono de exportar o abrir material? _____
2. ¿Es eficiente la exportación del material? _____
D. Uso de Gestos
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. ¿Es eficiente la función de indicar? _____
2. ¿Es fácil usar la función de aprobar? _____
3. ¿Es eficiente la función de desaprobar? _____
4. ¿Es fácil usar función de delimitación de zona? _____
5. ¿Es eficiente la función de nivel de detalle? _____
6. ¿Es fácil usar la función de borrar? _____
7. ¿Es eficiente la función de siguiente y anterior? _____
E. Experiencia de Usuario
1. ¿Es agradable usar el dispositivo tipo lápiz? _____
2. ¿Es fácil de usar el dispositivo tipo lápiz? _____
34
5 Etapas de desarrollo del Producto
Este capítulo se enfoca en explicar las etapas del desarrollo del producto, donde se ve en gran
detalle el diseño del prototipo desarrollado. Además de esto, se tocan puntos como la experiencia
del usuario esperada, se describen los eventos de montaje de cada accesorio de la aplicación y
se muestran cómo se calibra el área a interactuar por el mecanismo.
5.1 Diseño del Prototipo
El mecanismo diseñado y construido consta de cuatro elementos principales: un lápiz infrarrojo,
un control de Wii (cámara bluetooth), un video beam, y por supuesto un PC con el software
adecuado. El primer elemento mencionado (el lápiz infrarrojo) es con lo que el usuario va a
interactuar finalmente. Éste lápiz sirve como puntero de tal manera que el sistema reconoce
donde está ubicado el lápiz (exactamente, el punto de luz infrarroja). El segundo elemento
utilizado en el prototipo es el control de Wii. Este dispositivo cuenta, además de muchas otras
cosas, con una cámara que tiene conectividad por medio de bluetooth.
Figura 5-1: Ejemplo de utilización de prototipo
La funcionalidad del control Wii es de suma importancia, aunque no se usara en toda su
capacidad pues solo interesa la transmisión de bluetooth, ya que hay una gran comunidad
mundial que ha hecho sencillo la manipulación de éste con el PC. Es decir, hay gente que ya hizo
drivers que lo reconocen con sus funcionalidades, además de que ya hay muchas librerías,
35
disponibles al usuario, que permiten crear aplicaciones de manera rápida y eficiente. De esta
manera, se aterriza una idea de tal forma que para el usuario fuera transparente cómo funcionaba,
enfocándose en el qué es, para qué es útil, y el cómo se usa.
Para que todo lo mencionado anteriormente funcionara adecuadamente, se adaptó un programa
escrito en lenguaje C# que reconoce puntos de color sobre fondos monocromáticos. Como lo que
ve la cámara del Wii son señales de longitud de onda pequeña, y estas se encuentran de débil
manera en condiciones de uso normales, el sensor óptico del Wiimote localiza el led del lápiz
conformando los 4 extremos de una “pantalla virtual”. Esta “pantalla virtual” es un campo de
acción relativo generado muy cerca de la pantalla real del sitio a proyectar.
Ahora, el punto de color que produce el led del lápiz cuando se oprime, se encuentra en la única
señal fuerte infrarroja que hay en el campo de visión de la cámara que da el lápiz cuando un
usuario acciona el botón de click izquierdo. Finalmente, el programa lo que hace es reconocer,
sobre una región delimitada (que se calibra), la posición de la luz para poner el puntero del lápiz
sobre coordenadas calculadas, logrando de esta manera el posicionamiento del puntero en
relación al movimiento generado por un usuario. La aplicación de gestos funciona con la misma
dinámica, sólo que tiene más funciones integradas (aprobación, desaprobación, indicar,
delimitar zona de interés, nivel de detalle y borrar) para la ejecución de tareas de un expositor o
profesor. Para sintetizar el prototipo se listan a continuación los elementos relevantes usados en
la presentación formal del prototipo:
5.1.1 Accesorios para el Funcionamiento del Prototipo
5.1.1.1 Lápiz infrarrojo
Figura 5-2: Diseño de lápiz Infrarrojo
36
En la figura anterior, se muestra el diseño del lápiz donde se puede apreciar los componentes
básicos de los cuales conforman este dispositivo como un led infrarrojo, un botón una resistencia
y pilas. En la siguiente figura se muestra el circuito que explica el funcionamiento del
mecanismo del lápiz infrarrojo, donde lo conforman 2 pilas AA, un switch (botón), 2
Resistencias (R1 y R2) con una equivalencia de 1k ohmio, una palanca que permite el paso de
corriente para encender el led (D2) que está ubicado en la parte frontal del lápiz y otro led
Infrarrojo (D1) que está ubicado en el extremo del lápiz.
Figura 5-3: Circuito de lápiz Infrarrojo
El dispositivo final construido se puede apreciar en la figura 5-4, donde está compuesto por dos
leds infrarrojos, los cuales uno está ubicado en el extremo del lápiz y el otro en la parte frontal
del lápiz; Esto se hizo para que en caso de fundirse un led esté a disposición el repuesto para
ejercer su funcionamiento, de la misma forma los dos leds encendidos producen una mayor
emisión de luz infrarroja ya que hace el movimiento más fiel y por ende una mayor precisión al
interactuar con el prototipo.
También está integrado un botón que hace la función de click izquierdo de un mouse, el cual es
cómodo y fácil de usar para el buen manejo por parte del usuario, cabe mencionar que este botón
también puede hacer doble click, lo cual esta función facilita en muchas tareas al usuario.
En el otro extremo está la tapa del lápiz, donde se puede abrir y encontrar en su interior las 2
pilas AA, se pueden cambiar cuando la carga de las pilas se haya agotado por el uso del usuario.
Led (IR)
37
Figura 5-4: Dispositivo Final Construido
5.1.1.2 Control de Wii
Figura 5-5: Control de Wii
Figura 5-6: Cámara de control Wii, elemento que se utiliza
Led (IR) Botón Palanca Tapa de Pilas
38
5.1.1.3 Dispositivo de reconocimiento de Bluetooth
Este dispositivo se debe tener a la mano para aquellos portátiles que no tienen la tecnología
bluetooth incluida en sus programas. Para aquellos portátiles que tienen incluida la tecnología
bluetooth no es necesario tener este dispositivo.
Figura 5-7: Targus USB Bluetooth® Adapter
5.1.1.4 Dispositivos utilizados
• Cámara infrarroja bluetooth.
• PC.
• Aplicación de reconocimiento de luz infrarroja.
• Dispositivo de reconocimiento bluetooth.
• Lápiz infrarrojo.
• Calibración del dispositivo.
• Touch screen
• Aplicación de creación/transformación de materiales de proyección
5.1.2 Relaciones entre conceptos
El dispositivo de reconocimiento de bluetooth se conecta al PC configurándolo y dejándolo de tal
manera que se quede buscando dispositivos cerca a él que utilizan esta tecnología. Luego se
enciende la cámara infrarroja (control Wii) y se configura en modo “descúbreme” para que el
PC pueda detectar que está la cámara conectada. Luego de esto es necesario posicionar la cámara
apuntando al sitio de proyección o de interés. Después de esto se abre la aplicación de
reconocimiento para la posterior calibración de los elementos. Ya con todo en posición, y el
39
sistema calibrado, no es sino que el usuario empiece a interactuar, como si de un touch screen, se
tratase mediante el lápiz infrarrojo abriendo la aplicación de gestos y cargando el material que el
usuario desee, donde puede interactuar y hacer uso de las diferentes funcionalidades de gestos
como (aprobación, desaprobación, indicar, delimitar zona de interés, nivel de detalle y borrar)
dando relevancia y llamando la atención del auditorio por medio de este prototipo.
5.1.3 Experiencia de usuario esperada
Se espera mediante este modelo conceptual que el usuario logre entender el producto
rápidamente, siendo necesario solo una pequeña explicación de su funcionamiento. Con esto se
logra evitar frustraciones pues el usuario termina interactuando de manera rápida, sencilla y
eficaz. Igualmente se espera que el usuario sienta el sistema como algo útil pues le sirve como
una clara extensión a las funciones que brindan los computadores actualmente pero
entendiéndose como una ruptura de paradigmas (el uso del mouse como dispositivo único
puntero). Así mismo se espera que el producto sea muy extendido, por lo que sus costos serían
muy buenos, logrando de esta manera que el usuario se sienta satisfecho de las cosas que se
pueden lograr con dispositivos ingeniosos pero económicos.
5.1.4 Descripción de eventos (escenario de exposición)
El expositor llega al lugar en el que va a hacer su presentación. Lo primero que hace es localizar
un buen lugar para ubicar la cámara infrarroja (control Wii). Una vez hecho enciende su PC y le
conecta su dispositivo de reconocimiento de bluetooth (si es que el PC no viene incluido con
esto). Mientras se va configurando este último elemento, el coloca la cámara que vio conveniente
dejándola de tal manera que quede “mirando” hacia la tela en la que va a exponer. Luego de esto
oprime el botón que deja la cámara en descubierto para que el PC la reconozca y la configure.
Con esto hecho, el expositor abre la aplicación con la que venía el sistema, al tiempo que localiza
su lápiz infrarrojo, y oprime el botón de calibración. Ubica los cuatro puntos de referencia y hace
una prueba para verificar que todo funcione bien.
40
5.1.5 Descripción de la calibración
En el momento en que el portátil reconozca la cámara infrarroja (control Wii), se debe ejecutar el
programa llamado Wiimote Whiteboard v0.3 (Ver figura 5-8) donde luego aparece una interfaz
con una opción para hacer la calibración (Ver figura 5-9) y enseguida se muestra una pantalla
para señalar los 4 puntos en la zona de interacción (Ver figura 5-10). [3] Para que el sistema
funcione correctamente hay que elegir primero una zona de interés. Ésta por lo general es una
pantalla de computador o un telón en el que se va a hacer una exposición. Con esto en mente, se
coloca la cámara de tal manera que la zona de interés quede totalmente en el campo de visión de
ésta. Con esto hecho, se oprime el botón de calibración en el computador saliendo una pantalla
como la siguiente:
Figura 5-8: Ejecución de la aplicación Wiimote Whiteboard v0.3
En la figura anterior se muestra la carpeta de la aplicación del Wiimote Whiteboard v0.3 donde su contenido se encuentra la carpeta source que es donde está las librerías, los tests, las propiedades y todo el código del programa. De la misma manera, se encuentra un archivo de formato .txt donde da una serie de instrucciones para el correcto funcionamiento del mismo.
Finalmente, está el ejecutable del programa que es donde se corre la aplicación para poder hacer la debida calibración que dará paso a la interacción de gestos por medio del dispositivo tipo lápiz.
41
Figura 5-9: Interfaz del Wiimote Whiteboard para ejecutar la calibración
En la siguiente figura, la mira roja que se encuentra en la parte superior izquierda de la imagen representa uno de los puntos guía que delimitan la zona de interés. De esta forma, el usuario debe dirigir el lápiz infrarrojo hasta el centro de la mira y oprimir una vez el único botón que posee el dispositivo final el cual genera la luz. Luego de esto aparece otro punto similar en la parte superior derecha para que el usuario oprima nuevamente el botón en el centro de la mira.
Figura 5-10: Método de calibración
42
Este procedimiento se repite dos veces más con miras ubicadas tanto en la parte inferior
izquierda como en la inferior derecha. Al hacer esto, se genera un cuadro delimitador invisible,
que utiliza el programa para medir la distancia de cualquier punto infrarrojo a alguno estos
mediante métodos simples de triangulación.
5.1.6 Descripción componente de Software de Gestos
Cuando ya se ha calibrado la zona de interés y se puede mover el cursor del mouse con el
dispositivo tipo lápiz se ejecuta el software del prototipo para el uso de gestos. Para esto, se abre
la carpeta donde está el software y se corre el ejecutable llamado Gestos (Ver figura 5-11), luego
se mostrará la interfaz de interacción compuesta por la barra de funcionalidades de (aprobación,
desaprobación, indicar, delimitar zona de interés, nivel de detalle, borrar, anterior y siguiente).
Como no se ha cargado ninguna presentación o slides a mostrar, saldrá una pantalla de color
negro indicando que no se ha exportado ningún material (Ver figura 5-12).
Figura 5-11: Ejecución de la aplicación de Gestos
43
Figura 5-12: Apariencia inicial de la aplicación sin importar material visual.
5.1.6.1 Función Cargar
Es el primer botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-13), donde su icono es una carpeta y su
función es la de importar material visual para la clase, la cual ya ha sido previamente
transformada en formato (.jpg) y enumerada desde 1 hasta los slides que disponga la
presentación en números naturales según el orden de cada diapositiva para el reconocimiento de
la misma (Ver figura 5-14). Cuando se activa esta función saldrá un dialogo que exigirá incluir el
nombre de la carpeta del material deseado a importar (Ver figura 5-15), y por ende mostrará la
presentación desde el primer slide (Ver figura 5-16).
Figura 5-13: Botón Cargar Material
44
Figura 5-14: Interior de la carpeta donde se encuentra el material visual de la clase.
Figura 5-15: Importación de carpeta con material visual
Figura 5-16: Proyección de material de clase, primer slide de la presentación
45
5.1.6.2 Función Indicar
Es el segundo botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-17), donde su icono es una estrella y
su función es la de indicar o señalar en un punto especifico para llamar la atención del público
(Ver figura 5-18). Cuando se activa esta función se pueden colocar múltiples estrellas en un
mismo slide.
Figura 5-17: Botón Indicar
Figura 5-18: Múltiples gestos de Indicar en un mismo slide
46
5.1.6.3 Función Aprobar
Es el tercer botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-19), donde su icono es un chulo/ buena
calificación y su función es la de aprobar, validar o aceptar información correcta, lo cual deja un
claro mensaje al auditorio (Ver figura 5-20). Cuando se activa esta función se pueden colocar
múltiples aprobaciones en un mismo slide.
Figura 5-19: Botón Aprobar
Figura 5-20: Múltiples aprobaciones en un mismo slide
47
5.1.6.4 Función Desaprobar
Es el cuarto botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-21), donde su icono es una X o mala
calificación, error, equivocación o desaprobar información que no es correcta, lo cual deja un
claro mensaje al auditorio (Ver figura 5-22). Cuando se activa esta función se pueden colocar
múltiples desaprobaciones en un mismo slide.
Figura 5-21: Botón Desaprobar
Figura 5-22: Múltiples desaprobaciones en un mismo slide
48
5.1.6.5 Función Delimitar zona
Es el quinto botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-23), donde su icono es una circunferencia
de color azul y su función es la de delimitar, o encerrar una zona de interés, por lo general se
usan para gráficas y mapas (Ver figura 5-24). Cuando se activa esta función se puede maximizar
el diámetro de esta circunferencia al tamaño que el usuario desee según el movimiento que el
ejecute.
Figura 5-23: Botón Delimitar zona
Figura 5-24: Aumento del diámetro de la circunferencia según tamaño deseado por el usuario
49
5.1.6.6 Función Nivel de Detalle
Es el sexto botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-25), donde su icono es una lupa y su
función es la de aumentar el nivel de detalle de una imagen, o foto que vista desde el auditorio es
muy pequeña (Ver figura 5-26). Cuando se activa esta función se puede hacer un acercamiento a
la zona de interés hasta llegar al punto que se despixela la imagen de tanto aumento aplicado por
el usuario
Figura 5-25: Botón Nivel de Detalle
Figura 5-26: Aumento de nivel de detalle de Australia en mapa de 128x128
50
5.1.6.7 Función Borrar
Es el séptimo botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-27), donde su icono es un borrador
efectivamente y su función es la de eliminar o borrar todo gesto que se haya puesto por
equivocación (Ver figura 5-28).
Figura 5-27: Botón Borrador
Figura 5-28: Acción del borrador, se restaura el slide original borrando los gestos de forma total.
51
5.1.6.8 Función Anterior/Siguiente
Es el octavo y noveno botón de izquierda a derecha (Ver figura 5-29), donde sus iconos son una
flecha apuntando en sentido a la izquierda y otra apuntando en sentido a la derecha
respectivamente y su función es la de pasar al anterior o al siguiente slide (Ver figura 5-30).
Figura 5-29: Botón Anterior y Siguiente
Figura 5-30: Diapositivas anterior y siguiente ejecutado por sus respectivos botones
52
5.2 ARQUITECTURA DE LA SOLUCIÓN
La arquitectura de solución está compuesto por artefactos (Software) y componentes (hardware),
donde el computador o el portátil tiene instalada la librería Wiimote [3]. Esta librería ayuda a que
el sistema reconozca el control Wiimote para que se pueda hacer la interacción. Además, debe
tener instalada la aplicación de gestos que es donde están integradas todas las acciones de la
problemática (aprobación, desaprobación, indicar, delimitar zona de interés, nivel de detalle,
borrar, anterior y siguiente), que a su vez brindaran más servicios para el usuario.
Esta aplicación está programada en lenguaje Visual Basic ya que es más fácil hacer la
integración con el lenguaje de la aplicación de la calibración que está en C#. El artefacto de
aplicación de contenido es el material visual que el usuario va a mostrar al auditorio, en el cual
es un formato en (.jpg) que el usuario debe exportar para que la aplicación de gestos pueda
reconocer y por ende se pueda exponer al público.
En la carpeta raíz, se ubican las carpetas que contienen el material visual exportado en formato
(.jpg), donde se puede colocar el número de carpetas que el usuario desee (Ver figura 5-31)
Figura 5-31: Carpeta raíz, donde se ubican las carpetas de diferentes presentaciones
53
En la figura anterior hay 3 carpetas llamadas ejemplo, ejemplo 1 y ejemplo2 que son carpetas
donde hay material visual y contienen diferentes temas. En el interior de la carpeta se debe
llamar o colocar por nombre cada slide según el orden con números naturales desde 1 hasta el
número de slides que la presentación tenga (Ver figura 5-32)
Figura 5-32: Interior de la carpeta, donde se ordena por orden numérico
El componente de visualización puede ser sobre una superficie proyectada por el video beam, o
sobre un screen LCD de cualquier longitud de pulgadas en su pantalla.
El componente de interacción, será un lápiz que en su punta tendrá un led Infrarrojo, que será
reconocido para la interacción del programa y el cual será manipulado por el usuario.
También se encuentra el componente Wiimote, el cual será un emisor bluetooth para que pueda la
pantalla ser táctil al dispositivo infrarrojo.
54
A continuación se muestra la arquitectura de la solución donde se puede observar los artefactos
de software que están en color amarillo (Librería Wiimote, aplicación de contenido, aplicación
de gestos y la visualización que es la interfaz gráfica que se muestra). De la misma forma se
muestra los artefactos de hardware que están color azul (Visualización, Dispositivo tipo lápiz y
cámara bluetooth)
Figura 5-33: Diagrama de Componentes del sistema
55
6 Pruebas y Análisis de Resultados
En este capítulo se ilustra las pruebas hechas de la aplicación de solución propuesta:
Reconocimiento inicial de calibración, ejecutar aplicación de gestos para hacer marcado de
aprobación, marcado de desaprobación, marcado de circunferencia y ejecución del gesto Indicar.
En la parte final, se presentan los resultados y se analizan.
6.1 Descripción de Pruebas
Se aparto un lugar para hacer las pruebas, donde se dispone de los elementos necesarios para
preparar el montaje tanto de hardware como de software y hacer el procedimiento de arranque
del sistema para el correcto funcionamiento de las pruebas.
6.1.1 Procedimiento de arranque del sistema
6.1.1.1 Reconocimiento del portátil con video beam y cámara bluetooth.
Inicialmente, se debe conectar el portátil con el video Beam y hacer la debida proyección del
contenido del portátil, luego, por reconocimiento de dispositivos bluetooth se enciende la
cámara y el portátil hace la búsqueda del dispositivo Wii, para ser aceptado y poder seguir con el
proceso de montaje del sistema. A continuación se ilustra cuando el portátil ha reconocido la
cámara bluetooth.
Figura 6-1: Agregando la cámara bluetooth al portátil
56
6.1.1.2 Reconocimiento inicial de Calibración
Se debe calibrar el área o la zona donde se va a interactuar con la aplicación, donde está
compuesto por cuatro puntos que forman un rectángulo y ocupa el 90% del espacio proyectado
por video beam. A continuación se expone una ilustración de los puntos de calibración en la
pantalla:
Figura 6-2: Cuatro Puntos de calibración en la superficie proyectada
Dentro del área mencionada anteriormente, el dispositivo puede ser reconocido por la aplicación,
se podrá interactuar y sacarle provecho a las acciones integradas que posteriormente se
explicaran.
6.1.1.3 Marcado de Circunferencias
Esta característica permite delimitar una región o zona, donde el expositor quiere realzar su
explicación enfocándose en esa área de interés. Si el usuario desea marcar múltiples
circunferencias en un mismo slide, se hace la debida prueba.
57
Figura 6-3: Prueba de delimitar zona
6.1.1.4 Marcado de Aprobación
Esta característica permite aprobar o validar una información dada, donde se aclara algo
importante para el público. Si el usuario desea marcar múltiples aprobaciones en un mismo slide,
se hace la debida prueba.
Figura 6-4: Prueba de aprobación
58
6.1.1.5 Marcado de Desaprobación
Esta característica permite rechazar o invalidar una información dada, donde se aclara algo
importante para el público. Si el usuario desea marcar múltiples desaprobaciones en un mismo
slide, se hace la debida prueba.
Figura 6-5: Prueba de Desaprobación
6.1.1.6 Ejecución del gesto Indicar
Esta característica permite indicar o señalar. El objetivo es llamar la atención del auditorio en un
punto específico.
Figura 6-6: Prueba Indicar
59
6.2 Reporte de Resultados
A continuación se expondrá los resultados de las encuestas de evaluación una vez hechas las
pruebas:
A. Montaje del Sistema:
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. ¿Es fácil conectar el portátil al video Beam y proyectar el contenido del portátil al sitio
de proyección? _____
Figura 6-7: Estadística pregunta A1
2. ¿Es fácil que el portátil reconozca la cámara vía bluetooth? _____
Figura 6-8: Estadística pregunta A2
60
3. ¿Es fácil poner la ubicación de la cámara al sitio donde se va a proyectar? _____
Figura 6-9: Estadística pregunta A3
4. ¿Es sencillo el proceso de transformación del material de clase a imágenes en formato
.jpg?_____
Figura 6-10: Estadística pregunta A4
B. Calibración
1. ¿Es fácil ejecutar el programa de calibración? _____
Figura 6-11: Estadística pregunta B1
61
2. ¿Es claro delimitar la zona de interacción por los 4 puntos que se muestran? _____
Figura 6-12: Estadística pregunta B2
3. ¿Es eficiente la calibración hecha al sitio de proyección? _____
Figura 6-13: Estadística pregunta B3
C. Exportación de Materiales
1. ¿Es claro el icono de exportar o abrir material? _____
Figura 6-14: Estadística pregunta C1
62
2. ¿Es eficiente la exportación del material? _____
Figura 6-15: Estadística pregunta C2
D. Uso de Gestos
1. ¿Es eficiente la función de indicar? _____
Figura 6-16: Estadística pregunta D1
2. ¿Es fácil usar la función de aprobar? _____
Figura 6-17: Estadística pregunta D2
63
3. ¿Es eficiente la función de desaprobar? _____
Figura 6-18: Estadística pregunta D3
4. ¿Es fácil usar función de delimitación de zona? _____
Figura 6-19: Estadística pregunta D4
5. ¿Es eficiente la función de nivel de detalle? _____
Figura 6-20: Estadística pregunta D5
64
6. ¿Es fácil usar la función de borrar? _____
Figura 6-21: Estadística pregunta D6
7. ¿Es eficiente la función de siguiente y anterior? _____
Figura 6-22: Estadística pregunta D7
E. Experiencia de Usuario
1. ¿Es agradable usar el dispositivo tipo lápiz? _____
Figura 6-23: Estadística pregunta E1
65
2. ¿Es fácil de usar el dispositivo tipo lápiz? _____
Figura 6-24: Estadística pregunta E2
6.3 Análisis de Resultados
6.3.1 Funcionalidad
Después de los resultados se llego al análisis de ciertos puntos que se deben tener en cuenta
como:
• Calibrar el área donde se va a usar el dispositivo
• No son muchos los accesorios para la ejecución de dicha aplicación (dispositivo, cámara,
portátil, video beam)
• Simula el click izquierdo y el doble click
• Se puede ejecutar sobre la superficie que desee, (sobre la pared, pantalla de proyección
tablero, mesa, pantalla de un T.V)
• Es efectivo a la hora de hacer click
• Es útil a la hora de realzar detalles y muy práctico para la docencia
• Llama la atención del público y no permite que se distraiga
• El hardware es limitado, pues se podría implementar más cosas.
• Cuando se cumple su ciclo, el cambio de baterías del dispositivo, es un tema a mejorar
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6.3.2 Usabilidad
Después de los resultados se llego al análisis de ciertos puntos que se deben tener en cuenta
como:
• El dispositivo permite movimientos finos (detallados) a la hora de hacer una edición
sobre imágenes.
• Es útil para aplicaciones de alto detalle
• Es cómodo para la docencia de cualquier área a estudiar
• Es útil para clases que tienen números y manejan gráficas,
• Aclara las explicaciones del expositor
• Es válido para medicina, en cuanto a estudios de cirugías, seguimiento de embarazos,
operaciones de órganos importantes, entre otros.
• Fácil de usar
• El área que no alcanza a cubrir la calibración es un punto en contra, ya que esa parte
estaría sin utilizar y si hay programas con funciones de importancia no se podrá
interactuar por el punto mencionado anteriormente.
6.3.3 Experiencia de Usuario
• Es liviano.
• Agradable de usar
• Se entretiene ampliando el diámetro de la circunferencia
• Es divertido usarlo en presentaciones de expresión gráfica.
• Por sugerencia el tamaño del dispositivo debería ser más delgado
• Interesante el mecanismo que se usa
• Se asemeja a un mouse o control remoto hecho a muy bajo precio
• Fácil de llevar y es portátil, muy pequeño y se puede llevar donde quiera
• Los usuarios interactuaban y se recreaban con el prototipo
67
7 Conclusiones y Trabajos Futuros
Se ha presentado un mecanismo de interacción usando con Wiimote, junto con un sistema de
White-board, constituyen un prototipo genérico para el manejo y la integración de acciones
comunes bajo presentaciones proyectadas en pantallas medianas para grupos de personas por
medio de un dispositivo remoto.
Las pruebas presentadas sobre el material de clase de expositores en formatos de PowerPoint
(.ppt), ilustran el valor agregado de la propuesta: Integración de acciones comunes como Gestos,
hacer paralelos de información y nivel de detalle, incluidos en un dispositivo que simula una
pantalla táctil proyectada en cualquier superficie como una tela, una pared o una pantalla de
LCD.
Se ha identificado un gran potencial en el uso de este tipo de mecanismo en temas para el
soporte y ayuda a docentes, expositores, conferencistas y a la toma de decisiones en donde el
objeto a modificar se hace en tiempo real. Por ejemplo, en la clases donde hay muchas gráficas,
en donde la explicación de fotos en 2D y 3D es tediosa, la diferenciación de la información
correcta de la incorrecta y otros factores constituyen diversos temas sobre un solo ambiente
colaborativo. En estos escenarios, el posibilitar una herramienta de trabajo cooperativo entre
distintos perfiles de usuarios (expositores en la parte gráfica, análisis de datos, estadística,
probabilidad, medicina, sistemas, etc.) seguramente establecerá un gran aporte al quehacer
profesional multidisciplinar en la educación.
En la presentación del prototipo, hay que tener las condiciones físicas del entorno donde se va a
instalar el producto, ya que pueden afectar la interacción con este, pues si se quiere instalar el
producto en un gran auditorio se puede presentar problemas como que la tela en donde se
proyecta sea muy grande y el usuario le quede físicamente incomodo o imposible llegar a todas
las zonas de la pantalla con el dispositivo, como es el caso de usar el mecanismo en un salón del
edificio Santo Domingo.
68
En cuanto al formato del material para la aplicación de gestos es limitado, ya que se debe
cambiar el formato del material original que puede venir en (.ppt, .doc, .txt) y transformarlo a
formato (.jpg, .bmp), de esta manera se puede usar la aplicación con el material que sea.
La alta fidelidad entre el los movimientos físicos y los movimientos del mouse, es el factor de
usabilidad que mas tendrían en cuenta los usuarios al comprar o utilizar el producto.
Como trabajos futuros es importante mencionar la realización de desarrollo de la aplicación de
transformación de formatos, esto con el fin de facilitar al usuario la exportación del material
original a la aplicación de gestos. Con respecto al dispositivo tipo lápiz es bueno poder agregar
un botón más, para disponer del click derecho y no depender tanto de hardware y así poder
integrar más funcionalidad con otro botón más. Otro aspecto es la realización de pruebas en
escenario real de clases y su evaluación de usabilidad y experiencia de usuario. La realización de
pruebas de uso por parte de usuarios en campos específicos manejo de objetos en 3D y por
último implementar la aplicación en ambientes inmersivos de tercera dimensión como el CAVE.
69
8 Bibliografía
[1] Título: Fwiineur. Studies and works in progress
http://fwiineur.blogspot.com/2008_01_01_archive.html Fecha última consulta: 15/12/2008
[2] Autor: Yekaterina Kharitonova. Título: Wii-trieve: Retrieving Motion Sequences Using
Acceleration Data of the Wii Controllers
http://www.cra.org/Activities/craw/dmp/awards/2007/Kharitonova/Yekaterina_Wii-trieve.pdf
Fecha última consulta: 20/11/2008
[3] Autor: Johnny Chung Lee. Título: Low-Cost Multi-point Interactive Whiteboards Using the
Wiimote
http://www.cs.cmu.edu/~johnny/projects/wii/
Fecha última consulta: 09/09/2008
[4] Autor: Johnny Chung Lee. Título: Tracking multiple laser pointers using the Wii remote
http://procrastineering.blogspot.com/2008/03/tracking-multiple-laser-pointers-200hz.html
Fecha última consulta: 20/11/2008
[5] Título: Hacking Wiis for 3D tracking http://www.youtube.com/watch?v=CT6aQN-lwmo&NR=1
Fecha última consulta: 20/11/2008
[6] Título: Wii Remote Used to Teach Students about Mechanics
http://news.softpedia.com/news/Wii-Remote-Used-to-Teach-Students-about-Mechanics-
61165.shtml
Fecha última consulta: 14/10/2008
[7] Autor: Lisa Zyga. Título: Hacking the Wii Remote for Physics class
http://www.physorg.com/news104502773.html
Fecha última consulta: 14/10/2008
[8] Sharp, Rogers & Preece. “Interaction Design beyond human-computer interaction”, Editorial
John Wiley & Sons Inc.
[9] D. Bowman, E. Kruijff, J. Laviola, y I. Popuyrev. 3D User Interfaces: Theory and Practice. Ed. Pearson, Julio 2004
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Anexos Anexos de gráficas a encuestas hechas a usuarios.
Conteste Si está de acuerdo, No está de acuerdo o es Indiferente a cada afirmación:
1. Qué tipo de gesto le parece más útil para el apoyo de sus clases? _____
Figura anexo1: Estadística pregunta I
2. ¿Qué tan eficaz, en cuanto a prestación de servicio, le parece la propuesta?
Figura anexo2: Estadística pregunta II
71
3. Le agrada la idea de tener un gesto en:______
Figura anexo3: Estadística pregunta III
4. ¿Cuál gesto es más familiar para los estudiantes? _____
Figura anexo4: Estadística pregunta IV