Análisis de Alternativas para el Desarrollo de Aplicaciones
Gráficas 3D sobre Dispositivos Móviles
Rubén Talón Argente
SeminarioMáster Computación Avanzada y Sistemas Inteligentes
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Introducción1
Los teléfonos móviles han experimentado una evolución
tecnológica muy importante durante esta última década
Prácticamente hoy en día se parecen a diminutos
computadores capaces de procesar grandes cantidades de
información
Sus prestaciones gráficas no se quedan atrás y han
permitido que los teléfonos móviles se conviertan en una
pequeña plataforma de trabajo, ocio y diversión
Introducción1
1983 1999 2000 2002 2005 2007 2009 2010
MP3
Vídeo
Gráficos 3D
GPS
Touch
< 84x48 960x460480x800320x240176x220176x208
Evolución Tecnológica
Introducción1
1998 2000 2002 2005 2007 2009 2008 2010
Evolución Gráfica
M3G – OpenGL ES OpenGL ES 1.1 – OpenGL ES 2.0Java2D
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Plataformas Actuales2
Programación en Java con la alternativa de utilizar NDK para C
Biblioteca de gráficos 2D y 3D basada en OpenGL ES
Máquina virtual Dalvik para traducir el código a su lenguaje nativo
1.0 1.1 1.5 1.6 2.0/2.0.1 2.1 2.2
EVOLUCIÓN
2.1
2.2Primeros móviles: HTC Dream y HTC Magic. Actualmente funciona en una amplia variedad de móviles de distintas compañías: Motorola, Samsung, HTC, LG, etc.
Arquitectura monolítica (núcleo escrito en C)
Plataformas Actuales2
Mucha documentación y ejemplos
Cuidado con quedarnos sin memoria
Fácil de programar
Depuración en el emulador y móvil
Diseño complejo de interfaz
Fragmentación
1.0 1.1 1.5 1.6 2.0/2.0.1 2.1 2.2
EVOLUCIÓN
Android 2.1 en un Motorola Milestone
Fácil publicación de software en el Android Market
Plataformas Actuales2
S60 9.3 ^1S60 9.2 ^2 ^3
Sistema optimizado para dispositivos de baja batería
Desarrollo en C++
Arquitectura basada en micronúcleo escrito en C++
Ampliamente extendido
EVOLUCIÓN
Symbian OS 9.4 y Symbian^3
Política de licencias: Eclipse Public License (EPL)
Plataformas Actuales2
Soporte de máquina virtual java
Buena gestión de memoria
Complejidad en el desarrollo
Los emuladores no disponen de todas las características reales de los móviles
Actualmente se pueden desarrollar interfaces con Qt
S60 9.3 ^1S60 9.2 ^2 ^3
EVOLUCIÓN
Symbian^3 en un Nokia N8
Plataformas Actuales2
Open Source con componentes propietarios
Interfaz gráfica basada en GNOME
Plataforma desarrollada por Nokia basada en el Sistema Debian
4.0 5.0 6.0
EVOLUCIÓN
Arquitectura de núcleo monolítico Linux
Utilizado en Nokia 770, N800, N810 y N900
Plataformas Actuales2
Utilización de Qt
Incompatibilidades entre SDKs en diferentes versiones
Utilización de las herramientas proporcionadas por Debian
Los SDK se adaptan a los nuevos terminales
Complejo desarrollo y ejecución
4.0 5.0 6.0
EVOLUCIÓN
Maemo en un Nokia N900
Plataforma desarrollada por Nokia
Plataformas Actuales2
Quiere llegar a los sistemas de vehículos y televisión
Sigue una línea paralela a Maemo sin ser un reemplazo
Surge de la unión de Maemo y Moblin
1.0 1.1 1.2
EVOLUCIÓN
MeeGo
Plataformas Actuales2
Utilización de Qt
Poca documentación
Compatibilidad con Maemo
Sistema aun en pruebas
1.0 1.1 1.2
EVOLUCIÓN
MeeGo en un Nokia N900
Plataformas Actuales2
Diseñado desde sus inicios para terminales de pocos recursos
Desarrollo en C++ y .NET
Compatibilidad con aplicaciones muy utilizadas de Microsoft Windows
Ampliamente extendido
7.02003 5.0CE 3.0 6.0 6.5
EVOLUCIÓN
Windows Mobile 6.5 y Windows Phone 7
Plataformas Actuales2
Desarrollo muy fácil y flexible
Mucha documentación y ejemplos
Sistema bastante lento
Soporte Multi-Touch a partir de la última versión
Interfaz en ocasiones incómoda
7.02003 5.0CE 3.0 6.0 6.5
EVOLUCIÓN
Plataformas Actuales2
Funciona de forma nativa
Posibilidad de usar C y C++ utilizando el PDK (Kit de desarrollo Plug-in)
Lenguaje JavaScript junto con HTML y CSS
1.0/1.1 1.2 1.3 1.4
EVOLUCIÓN
Plataformas Actuales2
Herramientas SDL y PDK
Limitación de JavaScript
Desarrollo Web básicamente
Rápido desarrollo y Rápida ejecución
Limitación de gráficos 3D
1.0/1.1 1.2 1.3 1.4
EVOLUCIÓN
WebOS en un Palm
Plataformas Actuales2
Interfaz de usuario basada en gestos multi-touch
Desarrollo en C, C++ y Objective-C
Sistema derivado de Mac OS X
3.1 (iPhone 2G)
3.2.2 (iPad)
4.0
EVOLUCIÓN
iOS 4.0
Núcleo Híbrido (Micronúcleo + Servicios)
Hay tres tipos de licencias: Universitaria, Estándar y Empresarial
4.1
La Universitaria es gratuita y las demás se paga un porcentaje a Apple
Plataformas Actuales2
No soporta ni Java ni Flash
Compatibilidad con HTML5 en últimas versiones
Primeras versiones no soportan multitarea
Se necesita un Mac para desarrollar aplicaciones
3.1 (iPhone 2G) 3.2.2 (iPad) 4.0
EVOLUCIÓN
iOS 4 en un iPhone 4
Aplicaciones fáciles de portar entre iPhone, iPod y iPad
Plataformas Actuales2
Según Samsung, NO es un Sistema Operativo
Plataforma con un kernel configurable
Desarrollado por Samsung
Desarrollo en C++
1.0.0.b3
EVOLUCIÓN
Bada OS
Plataformas Actuales2
SDK destinado a los desarrolladores libres
Poca documentación
Compatibilidad con Flash
Pocos dispositivos
1.0.0.b3
EVOLUCIÓN
Bada OS en un Samsung Wave
Plataformas Actuales2
Soporte nativo para correo corporativo
Desarrollo en C, C++ y Java
Sistema patentado por RIM
5.0 6.04.5
EVOLUCIÓN
BlackBerry OS 6
Plataformas Actuales2
Soporte para Java MIDP 1.0 y WAP 1.2
Sistema Multitarea
Fragmentación de versiones
Desarrollo utilizando plugin en Eclipse
5.0 6.04.5
EVOLUCIÓN
BlackBerry OS 6Poco atractivo para un desarrollador multiplataforma
Plataformas Actuales2
Independiente de cualquier equipo físico
Sistema Operativo basado en Linux
Problemas a la hora de conectar con la red
Sistema de código totalmente abierto
No hay controladores 100% funcionales
Precio Licencias: 0€
Limo Linux
Plataformas Actuales2
CLDC 1.0 MIDP 1.0 MIDP 2.0/2.1CLDC 1.1
Subconjunto destinado a dispositivos móviles
Programación en Java
J2ME no es un Sistema Operativo
Está muy extendido
AJUSTES
La máquina virtual de J2ME viene integrada con el sistema Symbian
Presente en un amplio abanico de dispositivos sin importar la plataforma
Plataformas Actuales2
Fácil de programar
Limitaciones de las APIs
Conjunto amplio de APIs diseñadas
Mucha documentación y ejemplos
Recursos muy bajos en móviles
Multiplataforma
CLDC 1.0 MIDP 1.0 MIDP 2.0/2.1CLDC 1.1
AJUSTES
Incompatibilidad de APIs con algunas máquinas virtuales
Plataformas Actuales2
Prácticamente todos disponen de una máquina virtual de J2ME
Características según el fabricante
Funciones básicas de manejo del dispositivo
Algunos firmwares están desarrollados en Flash
Otros, firmware propietarios
Sony Ericsson T610
LG BL40
Sony Ericsson W660
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Librerías gráficas 3D3
OpenGL ES
Tiny Graphics EngineTIGRE
Vincent 3D
Klimt
J2ME
M3G
Microsoft
Direct3D
Librerías gráficas 3D3
OpenGL ES es una API de bajo nivel para gráficos 2D y 3D en sistemas avanzados embebidos
Existen varias versiones, las más utilizadas hoy en día son la OpenGL ES 1.1 y la OpenGL ES 2.0
Deriva de la API gráfica OpenGL. Se han eliminado módulos y características que los dispositivos móviles no pueden soportar por su bajo rendimiento
Está muy bien documentado y estructurado, además, los comandos lógicos se han modificado para facilitar la tarea de programación
La principal diferencia entre las dos versiones es el soporte de Shaders en la 2.0
Librerías gráficas 3D3OpenGL ES 1.1 Vs OpenGL ES 2.0
OpenGL ES 1.1 OpenGL ES 2.0 OpenGL ES 1.1 OpenGL ES 2.0
SHADER: Procedimiento de sombreado e iluminación que permite especificar el renderizado de un vertex o de un pixel.
iPhone 3GS
Librerías gráficas 3D3Ejemplos en varias plataformas
Qualcomm MSM7x30 con Android y un juego en OpenGL ES
Librerías gráficas 3D3Ejemplos en varias plataformas
Demo OpenGL ES 2.0 en un Sony Ericsson Satio
Librerías gráficas 3D3Ejemplos en varias plataformas
Demo juego OpenGL ES en un N900
Librerías gráficas 3D3Ejemplos en varias plataformas
Demo juego OpenGL ES en HTC HD2
Librerías gráficas 3D3Disponibilidad
OpenGL ES es la API oficial para algunos sistemas operativos
Librerías gráficas 3D3Basadas en OpenGL ES
Tiny Graphics Engine (TIGRE)
Librería de renderizado gratuita para Windows Mobile 5, 6, 6.1 y 6.5
Escrita en Managed C# y basada en la versión 3.5 de FrameWork
Utiliza aceleración por hardware
Actualmente existen dos versiones:
Tigre 1.1 – fixed pipeline OpenGL ES
Tigre 2.0 – dynamic pipeline OpenGL ES
Máxima flexibilidad: Modelo de cámaras, texturas, filtros, renderizado de texto, etc.
Librerías gráficas 3D3Basadas en OpenGL ES
Tiny Graphics Engine (TIGRE)
Windows Mobile tiene un problema con OpenGL ES, ya que no forma parte del Sistema en si. Se necesitas drivers que comuniquen la parte hardware con la API
Demo TIGRE en un HTC HD2
Librerías gráficas 3D3Basadas en OpenGL ES
Vincent 3D
Librería de renderizado gratuita
Soporte para Symbian y Windows Mobile
Utiliza aceleración por hardware
Actualmente sigue dos proyectos, uno basado en OpenGL ES 1.x y el otro en OpenGL ES 2.0
Librerías gráficas 3D3Basadas en OpenGL ES
Librería de código abierto
Soporte para Windows Mobile , Symbian y PalmOS
Está basada en Coin3D que a su vez es una librería basada en OpenGL
Dispone de iluminación, primitivas básicas de OpenGL, vídeo de fondo, entre otras
No soporta antialiasing
Librerías gráficas 3D3Basadas en OpenGL ES
Windows CE PDA using PocketKnife's TGA-export function
Librerías gráficas 3D3Librerías para J2ME
Mobile 3D Graphics (M3G)
Librería escrita en Java destinada a dispositivos móviles de pocos recursos
Contiene 30 clases para pintar una escena 3D compleja
M3G y Java3D son dos APIs totalmente distintas e incompatibles
Está tecnología está muy extendida. Prácticamente todos los móviles de soporte M3G y los que no se les puede instalar una máquina virtual de J2ME
Actualmente M3G tiene dos versiones: La M3G 1.1 (JSR-184) y la M3G 2.0 (JSR-297) con soporte de Shaders para dispositivos potentes
Librerías gráficas 3D3Librerías para J2ME
Mobile 3D Graphics (M3G)
Si no se gestiona debidamente y si el dispositivo carece de recursos M3G va muy lento
Las especificaciones recomiendan no sobrepasar los 1500 polígonos en pantalla
Se pueden importar modelos creados en Maya, Blender o 3D studio con un plugin especial
Modelo SketchUp 3D Studio
Modelo final en un Nokia N95
Librerías gráficas 3D3Librerías para J2ME
Mobile 3D Graphics (M3G)
A pesar de las desventajas que presenta M3G podemos ajustarlo a cualquier dispositivo compatible haciendo que funcione con fluidez
Podemos encontrar multitud de juegos con gráficos excelentes corriendo en móviles de pocos recursos debido a una buena gestión de la librería
Librerías gráficas 3D3Microsoft
Direct3D Mobile
Esta librería deriva de la Direct3D API basada en sistemas de escritorio y está optimizada para el uso en sistemas embebidos
Se han eliminado algunos módulos de soporte 3D debido a la baja potencia de los sistemas móviles
Al igual que OpenGL, el dispositivo tiene que soportar las características que nos da la API
A diferencia de OpenGL estas librerías son propietarias
Demo Direct3D con una librería de física
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
IDEs de Programación4
Multiplataforma
SDK Java aunque también acepta proyectos en C/C++
No necesita instalación
Funcionalidad basada en módulos donde el usuario elige los que necesita
Buena refactorización
Multiplataforma
SDK Java aunque también acepta proyectos en otros lenguajes.
Necesita instalación
Funcionalidad basada en módulos donde el usuario elige los que necesita
Mejor soporte para aplicaciones Web
IDEs de Programación4
IDE para sistemas Windows
C, C++, C#, J#, .NET y otros
Interfaz gráfica basada en Windows Forms
Utiliza frameworks para el desarrollo de la interfaz
IDEs de Programación4
IDE de Apple
Compila código C, C++, Objetive-C y Objetive C++
Destinada a desarrollar interfaces gráficas
IDE organizado en diferentes programas por separado
Desarrollo obligado en ordenadores MAC
IDEs de Programación4
Es una herramienta para el desarrollo de aplicaciones Symbian
Está basada en el IDE Eclipse añadiendo plugins para Symbian
Gestiona el desarrollo Symbian mejor que el Visual Studio
Totalmente gratuito
IDEs de Programación4
Desarrollo en C++
Buena gestión y refactorización
Tiene un diseñador de interfaces pero es muy complejo
Soporte para Windows, Linux y Mac
Qt Creator
Contiene un simulador para desarrollar aplicaciones para móviles
IDEs de Programación4Relación
¿
¿
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Tipos de aplicaciones5
Prácticamente todas las aplicaciones desarrolladas para sistemas de escritorio pueden ser portadas a dispositivos móviles
Actualmente las compañías intentan sacar el mismo producto tanto para sistemas de escritorio como para móviles
Algunos Ejemplos:
Tipos de aplicaciones5
¿Qué tengo o debo utilizar para desarrollar mis aplicaciones?
¿¿
¿
¿
¿ ¿
¿
¿¿
¿
¿
¿
Tipos de aplicaciones5
Aplicaciones tipo formulario con gráficos 2D
Aplicaciones con interfaz 2D y objetos 3D
Aplicaciones con servicios web
Juegos 2D (Ej. Plataformas)
Juegos 3D
Aplicaciones que utilicen todos los recursos multimedia (Ej. RA)
Aplicaciones que utilicen la cámara, GPS, Acelerómetros, Sensores, etc.
Tipos de aplicaciones5
Interfaz 2DApp Formularios
Formularios simples de introducción de datos
Imágenes estáticas
Información visual muy simple para el usuario
Feedback - iPhone Registros - iPhone Formularios – J2ME
Tipos de aplicaciones5
Interfaz 2D con objetos 3DApp Formularios
Apoyo con elementos 3D
Aporta más información visual al usuario
Google Navigation - AndroidNokia Maps - Symbian Interfaz – Palm WebOS
Tipos de aplicaciones5
Aplicaciones Internet
App Internet y RA
Intercambio de información con la red
Conexión permanente a la red
Aplicaciones estéticamente simples
Spotify - iPhone ustream - Android Qik - Android
Tipos de aplicaciones5
Realidad Aumentada
App Web y RA
Uso de todos los recursos del dispositivo
Algunas aplicaciones se ayudan de internet para actualizar datos
Urbanspoon - iPhoneLayar - Android TAT Augmented - Android
Tipos de aplicaciones5
Juegos 2DJuegos
Gráficos 2D
Pueden necesitar acceso a la red
Ideales para dispositivos con pocos recursos
J2ME Symbian WebOS Maemo
Tipos de aplicaciones5
Juegos 3DJuegos
Uso de librerías 3D del dispositivo
Algunos juegos requieren dispositivos potentes
Convivencia entre 2D y 3D en la mayoría de juegos
J2ME iPhone Android
Tipos de aplicaciones5
Uso de la parte multimedia del dispositivo
App con componentes
Uso de la cámara para manipular las capturas en tiempo real
Uso del GPS para la localización
Uso de sensores para aplicaciones especificas (niveles, luz, brújula)
Compass - Android
Speedometer - WM Cámara - Symbian GPS - Symbian
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Nuestras Recomendaciones6App Formularios
Baja
Alta
DIF
ICU
LTAD
Funcionalidad Requerida
Alta
6App 2D y 3D
Baja
Alta
DIF
ICU
LTAD
Funcionalidad Requerida
Alta
Nuestras Recomendaciones
6Componentes del móvil
Baja
Alta
DIF
ICU
LTAD
Utilización de componentes presentes en el dispositivo
Alta
Nuestras Recomendaciones
6Juegos 2D
Baja
Alta
DIF
ICU
LTAD
Funcionalidad Requerida
Alta
Nuestras Recomendaciones
6Juegos 3D
Baja
Alta
DIF
ICU
LTAD
COMPLEJIDAD
Alta
Nuestras Recomendaciones
Índice de Contenidos
Introducción
Alternativas y plataformas actuales
Librerías gráficas 3D
IDE de programación
Tipos de aplicaciones
Nuestras Recomendaciones
Conclusiones
1
2
3
4
5
6
7
Conclusiones7
Existen muchas alternativas a la hora de desarrollar aplicaciones para dispositivos móviles
Actualmente los dispositivos se decantan por utilizar de forma nativa la librería OpenGL ES
Hay una alta competitividad entre todas las empresas que se especializan en el desarrollo y nuevas tecnologías para dispositivos móviles
A pesar de que la temática de todas las plataformas es similar cada empresa quiere desarrollar su software por separado en un mercado donde la más original y la que mejor sepa vender será la beneficiaria
Es necesario saberse la tabla de relaciones (Plataforma-IDE) y las especificaciones del sistema a desarrollar
Conclusiones7
Con nuestra experiencia hemos visto que el mercado tecnológico en desarrollar para tecnología móvil tiene un comportamiento tipo Onda
Exige un esfuerzo adicional en información continua en el equipo de desarrollo
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