Diseño de Interacción

PAC 1

Casos de estudioAugmented Reality

Sandbox (ARS)

Autor: Jorge Juan Ocaña TallónConsultor: Santiago Vilanova Angeles

Datos del proyectoTítulo Arenero de realidad aumentadaAutor Oliver KreylosAño 2012Página web Oliver Kreylos’ Research and Development

Como parte de una investigación más amplia llevada a cabo por varias instituciones america-nas sobre las Ciencias de la Tierra, se ha desarrollado este proyecto, que principalmente sirve para enseñar a estudiantes conceptos geográficos, geológicos, hidrológicos y topográficos. Además permite crear modelos de topografía virtual en tiempo real con sus diferentes curvas de nivel, simular cuencas hidrográficas o diques, e incluir en estos modelos simulación de lí-quidos.

Video ejemplo mostrando simulación de fluidos

Video Oliver Kreylos mostrando su proyecto

Realidad Aumentada https://en.wikipedia.org/wiki/Augmented_reality

Realidad virtual https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_realityVisión por computador https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_vision

Mapping https://en.wikipedia.org/wiki/Projection_mapping

Entrada de datos Kinect Motion Capture http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/Kinect/

Proceso de datos Open GL (GLSL Shaders) https://en.wikipedia.org/wiki/OpenGL_Shading_Language

Técnicas utilizadas

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AnálisisDescripción del diseño

Este proyecto trata de un arenero en el que poder recrear en tiempo real modelos topográficos.

El usuario interactúa sobre la arena, modificando el terreno con sus propias manos u otras he-rramientas, creando distintos volúmenes. Esta volumetría es recogida por Kinect, que gracias a su cámara RGB y sus sensores de profundidad que hacen de escáner de luz estructurada, se encarga de analizar las distintas variaciones de altura y crear, de esta manera, un completo sistema de coordenadas esféricas con el fin de digitalizar el escenario.

Esta información recogida se analiza y se procesa mediante un software específico y se de-vuelve a la arena mediante un proyector de tiro corto usando una técnica de video mapping que superpone de manera precisa imágenes de video de lo que el usuario está simulando en el terreno.

AnálisisDiagrama de flujo

El sistema se compone de un arenero, un proyector digital de tiro corto, un sistema Kinect hac-keado para funcionar con PC y un ordenador Linux con el software correspondiente instalado.

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La arquitectura del sistema podría ser esta:

AnálisisUsabilidad

En mayor o menor medida cualquier persona ha tenido en sus manos un mapa y comprende que los distintos colores que aparecen en él significan variaciones de altura en el terreno. Un primer vistazo sobre este proyecto denota que se está ante un mapa 3D. También podemos distinguir que la base es arena de playa, es decir, una invitación a meter las manos y jugar con ella. Esto determina la accesibilidad del sistema, ya que si el usuario posee algún tipo de discapacidad visual o motriz no podrá hacer uso de el.

La curva de aprendizaje es mínima (¿Quien no ha hecho montañitas de arena en la playa?) ya que el sistema responde de una manera muy eficiente y en tiempo real a las modificaciones que el usuario va incluyendo en el sistema, por lo que en menos de 30 segundos el usuario ya ha asimilado las principales funciones del sistema.

Para añadir robustez, el sistema añade un retraso de 1s entre que el usuario modifica el terre-no y los cambios aparecen reflejados. Esto es importante porque las manos del usuario están siempre delante del sensor de entrada de datos y podría ocasionar que la proyección resultara errónea.

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Por último, las simulaciones de líquidos están gobernadas por ecuaciones diseñadas para re-crear con máxima fidelidad el comportamiento de líquidos en aguas poco profundas (Ecuaciones de Saint-Venant) derivadas de otras ecuaciones generales sobre comportamiento de fluidos (Ecuaciones de Navier-Stokes).

Este nivel de realismo junto con el alto grado de fidelidad mostrado a la hora de representar las curvas de nivel detec-tadas, añaden un extra de coherencia al proyecto pudiendo servir tanto para fines lúdicos como para trabajos profe-sionales.

Valoración personalDe las palabras de Chris Crawford “The quality of the interaction depends on the quality of each of the subtasks (input, process and output)” en su libro The Art of Interactive Design (2003) podemos desprender que un sistema no basa su interactividad en si es o no interactivo, sino que ésta es mensurable dependiendo de la “calidad de interacción” que ofrece cada proceso.

El sistema que se analiza tiene un alto grado de interactividad ya que es el usuario quien con-trola y maneja la aplicación con sus propias manos, y basa sus siguientes actuaciones según la información que va recibiendo del sistema, cerrando de esta manera el proceso de interac-ción.

Para hacer aún mas interesante este proyecto se podrían modificar algunas variables de las ecuaciones que gobiernan el sistema de fluídos para introducir elementos como lava o nieve y simular erupciones o avalanchas. También se podría incluir arena de varios colores para aña-dir a la escenografía elementos con otro tipo de comportamientos ya sean exclusas, diques, o incluso presas. Podríamos incluir mas capas subterráneas para enseñar a los estudiantes los distintos niveles de la Tierra y entre cada capa incluir su nombre, descripción o distan-cia hasta el centro de la Tierra.

Personalmente la topografía no es un tema que me apasione, pero me pareció un pro-yecto realmente interesante para incluirlo en cualquiera de los museos de ciencias que existen en el mundo. He disfrutado mucho de pequeño en esos sitios y creo que si tuviera un prototipo de este proyecto delante mía po-dría tirarme horas y horas recreando distintas situaciones imposibles.

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Bibliografía consultadaEloi Maduell i García, Santiago Vilanova Ángeles (2012). “Diseño de interacción“. Barcelo-na, Eureca Media.

Chris Crawford (2003). “The Art of Interactive Design“.

Monjo Palau, Tona (2011). “Diseño de interfaces multimedia“

Prole, Omar (2012). “Introducción al Mapping“ [Documento en línea] Hangar.org [Fecha de consulta: Marzo de 2015]< http://hangar.org/webnou/wp-content/uploads/2013/01/introduccion-mapping_cast.pdf >

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