MECANISMO DE INTERACCIÓN BASADO EN DISPOSITIVO WIIMOTE

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

8

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.

6

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.

9

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

12

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.

28

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.




el usuario podrá tener las funciones de delimitar una zona por medio de una circunferencia.



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.




el usuario podrá tener las funciones de aprobar o reprobar la información mostrada



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.



29


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? _____

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4. ¿Es sencillo el proceso de transformación del material de clase a imágenes en formato

.jpg?_____

B. Calibración


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


1. ¿Es claro el icono de exportar o abrir material? _____

2. ¿Es eficiente la exportación del material? _____

D. Uso de Gestos


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:


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? _____


60

3. ¿Es fácil poner la ubicación de la cámara al sitio donde se va a proyectar? _____


4. ¿Es sencillo el proceso de transformación del material de clase a imágenes en formato

.jpg?_____


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? _____


3. ¿Es eficiente la calibración hecha al sitio de proyección? _____


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? _____


63

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? _____


64

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? _____

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

66

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/


[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


[5] Título: Hacking Wiis for 3D tracking http://www.youtube.com/watch?v=CT6aQN-lwmo&NR=1


[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


[7] Autor: Lisa Zyga. Título: Hacking the Wii Remote for Physics class

http://www.physorg.com/news104502773.html


[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

70

Anexos Anexos de gráficas a encuestas hechas a usuarios.


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

MECANISMO DE INTERACCIÓN BASADO EN DISPOSITIVO WIIMOTE

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