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pág. 1
GeoHistoryApp: Realidad Aumentada Basada en Geolocalización para Aprender Historia
Autor:
Juan Manuel Suárez Rodríguez
Trabajo de grado en modalidad de monografía presentado como requisito parcial para
optar por el título de especialista en Sistemas de Información Geográfica
Director:
Salomón Ramírez Fernández
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Ingeniería
Especialización en Sistemas de Información Geográfica
Bogotá D.C., Colombia
Noviembre, 2017
pág. 2
Merci mes sœurs, merci ma mère, merci mon père,
merci à la plus jolie femme de la terre.
pág. 3
Agradecimientos
A mi director Salomón Ramírez por su tiempo, dedicación y seguimiento en cada etapa de
la realización de este proyecto, obteniendo las bases teóricas para la realización del mismo.
A los profesores Paulo Cesar Coronado por su interés en el desarrollo de mi proyecto y
explicaciones sobre SIG en 3D que aportaron grandes ideas a futuro. Diego Pajarito por su asesoría
inicial durante la elección del proyecto a desarrollar y su ayuda para enfocar mis ideas.
A mis amigos Edgar Macas, Ingeniero de Sistemas de la Universidad de Loja en Ecuador
por su gran aporte y apoyo, fue una persona muy importante durante la fase de codificación del
proyecto. Enrique Benítez, ingeniero de informática de la Universidad Americana de Asunción en
Paraguay por la explicación sobre la realización de aplicaciones hibridas con Cordova. Felipe
Olivero, estudiante de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Católica en Ecuador por ayudarme
a resolver mis dudas al inicio del proyecto. Gerardo Chaparro, Ingeniero Ambiental de la
Universidad Distrital y compañero de especialización por agregarle el enfoque del PRCTB,
facilitar información de esta zona y modelos 3D de algunos edificios emblemáticos de la capital.
A las personas que me ayudaron a realizar las pruebas, a aquellos que compartieron
conmigo clase, a aquellos que alguna vez preguntaron y se interesaron por mi proyecto y a todos
los que directa o indirectamente estuvieron allí apoyándome. A todos mil gracias.
pág. 4
Tabla de Contenido
1. Introducción .............................................................................................................. 8
2. Problema ................................................................................................................... 9
3. Justificación ............................................................................................................ 11
4. Alcance ................................................................................................................... 13
4.1. Alcance Temporal ............................................................................................... 13
4.2. Alcance Espacial ................................................................................................. 13
4.3. Alcance Técnico .................................................................................................. 13
5. Objetivos ................................................................................................................. 14
5.1. Objetivo General ................................................................................................. 14
5.2. Objetivos Específicos .......................................................................................... 14
6. Estado del arte ......................................................................................................... 15
6.1. Marco Teórico ..................................................................................................... 15
6.2. Antecedentes ....................................................................................................... 17
7. Metodología ............................................................................................................ 19
8. Resultados ............................................................................................................... 21
8.1. Análisis ................................................................................................................ 21
8.2. Codificación ........................................................................................................ 25
8.2.1. Estructura del Proyecto ................................................................................ 25
pág. 5
8.2.2. Permisos ....................................................................................................... 27
8.2.3. Google Maps ................................................................................................ 28
8.2.4. POI (Point of Interest) .................................................................................. 29
8.3. Pruebas ................................................................................................................... 32
9. Conclusiones ........................................................................................................... 36
10. Referencias .............................................................................................................. 38
pág. 6
Lista de Figuras
Figura 1. Representación Gráfica del Modelo Incremental .............................................. 19
Figura 2. Diagrama de Casos de Uso ................................................................................ 21
Figura 3. Diagrama de Secuencia Caso de Uso Abrir Realidad Aumentada .................... 22
Figura 4. Diagrama de Clases ........................................................................................... 23
Figura 5. Vista de Componentes ....................................................................................... 24
Figura 6. Vista de Despliegue ........................................................................................... 24
Figura 7. Estructura del Proyecto ...................................................................................... 25
Figura 8. Permisos de Conexión, Ubicación y Cámara de la Aplicación ......................... 26
Figura 9. Clases en Java .................................................................................................... 26
Figura 10. Imágenes de POI en RA .................................................................................. 26
Figura 11. Archivos JavaScript ......................................................................................... 26
Figura 12. SDK Wikitude y Google .................................................................................. 27
Figura 13. Clase PermissionUtils para la Solicitud de Permisos ...................................... 27
Figura 14. Clase Principal y XML con el código Referente al Mapa de Google ............. 28
Figura 15. Definición del JSON con la información de los POI ....................................... 29
Figura 16. Permisos de Ubicación .................................................................................... 31
Figura 17. Permisos de Cámara ........................................................................................ 31
Figura 18. Interfaz Principal ............................................................................................. 31
pág. 7
Figura 19. Marcadores en los POI .................................................................................... 31
Figura 20. Vista RA .......................................................................................................... 31
Figura 21. Descripción del POI ......................................................................................... 31
Figura 22. Instalación de la APK ...................................................................................... 33
Figura 23. Zoom a los Marcadores de la Av. Jiménez con 7. ........................................... 33
Figura 24. POI en el sector donde asesinaron a Gaitán..................................................... 33
Figura 25. Descripción del POI donde asesinaron a Gaitán.............................................. 33
Figura 26. POI sobre el Palacio de Justicia ....................................................................... 33
Figura 27. Descripción del POI en la toma y retoma del Palacio de Justicia ................... 33
Lista de Tablas
Tabla 1. Incrementos del Proyecto .................................................................................... 30
Tabla 2. Calificación Métricas Objetivas .......................................................................... 34
Tabla 3. Calificación Métricas Subjetivas ........................................................................ 35
Tabla 4. Evaluación de Usabilidad.................................................................................... 35
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1. Introducción
En Colombia existe una gran desinformación y desinterés por la historia, causando un bajo
nivel de patriotismo y ausencia de identidad nacional. Adicional a esto, la enseñanza de la historia
como cátedra única desapareció del pensum de primaria y bachillerato y se creó la de ciencias
sociales, una integración de historia con geografía, constitución política y democracia, cambiando
totalmente el enfoque, objetivos y temáticas impartidas en esta asignatura.
La historia tiene un componente geográfico inherente, pensar en “dónde” sucedieron los
hechos, obliga a pensar en un punto en el espacio. De allí surge la posibilidad de desarrollar una
aplicación que hace uso de realidad aumentada basada en geolocalización para visualizar datos e
imágenes históricas del Centro Tradicional de Bogotá, complementando la cátedra de ciencias
sociales de los colegios, aportando al Plan de Revitalización del Centro Tradicional de Bogotá –
PRCTB y generando un aporte cultural, turístico y tecnológico para la capital.
Lo anterior se desarrolló siguiendo una metodología incremental que se basa en la
construcción incrementando las funcionalidades del programa, identificando seis casos de uso y
cuatro componentes, hasta la versión desarrollada 1.3.0 que contiene 8 incrementos realizados
durante la fase de codificación y verificados en la fase de pruebas de cada uno de estos. Obteniendo
una aplicación que cumple satisfactoriamente con los requerimientos planteados en la fase de
análisis.
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2. Problema
La falta de conocimiento y desinterés por la historia puede ser una de las razones por las
cuales Colombia es uno de los países con menor nivel de patriotismo en el mundo y enfrenta una
gran ausencia de identidad nacional, recordar el pasado es clave para entender el presente. Este
déficit de pasado en la sociedad actual hace que la gente se sienta perdida, pues no sabe el origen
de lo que vive día a día.
La ciudad de Bogotá cuenta con cerca de 480 años desde su fundación y 65 años desde su
conformación como Distrito Capital y es recorrida día a día por más de 8 millones de habitantes,
pero de seguro un enorme porcentaje de estos habitantes no conocen la historia de su ciudad, y sin
saberlo pueden estar caminando sobre las calles en las que ocurrieron hechos históricos
importantes como el Bogotazo, la toma y retoma del Palacio de Justicia o incluso aquellas por las
que el Papa Pablo VI pasó cuando visitó esta ciudad.
Desde la década de los 90 la enseñanza de la historia como cátedra única desapareció del
pensum de primaria y bachillerato y se creó la de ciencias sociales, una integración de historia con
geografía, constitución política y democracia, cambiando totalmente el enfoque, objetivos y
temáticas impartidas en esta asignatura. Por eso muchos no saben que festivo se celebra, del 20 de
julio de 1810 apenas se recuerda la reyerta que surgió por causa de un florero e incluso confunden
a Luis Carlos Galán con Jorge Eliécer Gaitán.
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En noviembre de 2014 se formuló el Plan de Revitalización del Centro Tradicional de
Bogotá - PRCTB, el cual es un plan urbano de carácter estratégico que incluye, la actualización y
generación de nuevos instrumentos para la protección del patrimonio cultural del centro histórico
y algunos sectores periféricos que constituyen su área de influencia inmediata. Propone igualmente
implementar acciones orientadas a la sensibilización y comunicación sobre el valor patrimonial,
arquitectónico, histórico y arqueológico de los bienes de interés cultural (BICs) en la zona de
influencia de este corredor.
Aprovechando el componente espacial y geográfico que posee la historia, teniendo en
cuenta el Plan de Revitalización del Centro Tradicional de Bogotá - PRCTB y haciendo un aporte
cultural y académico para fomentar el interés de los bogotanos y específicamente de los estudiantes
por la historia de la ciudad, se enmarca el desarrollo de una aplicación que hace uso de la realidad
aumentada basada en localización para estos fines.
El proyecto busca mejorar el componente histórico que se ve en la cátedra de ciencias
sociales del colegio y suplirlo con un aprendizaje de historia mucho más interactivo para los
estudiantes, visualizando la historia en los mismos lugares en donde ocurrieron con ayuda de la
realidad aumentada que funcionará en dispositivos móviles Android, y usará la posición de cada
usuario para poder generar datos, imágenes e información que aporte sobre los sucesos que han
marcado la historia de Bogotá, usando medios innovadores para acercarse a los estudiantes y
cultivar ese interés por la historia de la ciudad, esperando solucionar esa falta de identidad, de
sentido patrio y de pertenencia por Bogotá y por qué no, por el país.
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3. Justificación
La Realidad Aumentada es una tecnología que complementa la percepción e interacción
con el mundo real y permite al usuario estar en un entorno real aumentado con información
adicional generada virtualmente. Esta tecnología está introduciéndose en nuevas áreas de
aplicación como son procesos industriales, marketing, diseño, museos, reconstrucción del
patrimonio histórico y por supuesto también la educación.
Hoy en día la educación a través de una computadora es lo más común en cualquier persona
sin importar su edad, un ratón o un teclado son objetos de uso cotidiano, de modo que se pretende
preparar a las personas a las nuevas tecnologías.
Visualizar datos y elementos multimedia a través de la realidad aumentada usando
dispositivos móviles ayudaría a establecer un Centro Tradicional de Bogotá con bienes protegidos,
valorados y preservados, acercando al ciudadano al centro histórico y su Patrimonio Cultural. Estos
hacen parte de los objetivos y la visión planteada en el Plan de Revitalización del Centro
Tradicional de Bogotá – PRCTB, además generaría un aporte tanto cultural, académico,
tecnológico e incluso turístico para el Distrito Capital.
La historia tiene un componente geográfico inherente, pensar en “dónde” sucedieron los
hechos o los acontecimientos, obliga a pensar en un punto en el espacio, un elemento geográfico
con coordenadas que es posible representar espacialmente. De allí es que surge la posibilidad de
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basar en la localización la realidad aumentada con la cual se quiere trabajar en esta aplicación para
dispositivos móviles Android, además como es una herramienta móvil, de uso gratuito y fácil
acceso, cualquier persona sin importar la edad o los conocimientos que tenga podrá usar.
Adicional a la unión de la historia con su componente espacial como aporte académico,
también se genera una articulación con el Plan de Revitalización del Centro Tradicional de Bogotá
– PRCTB, teniendo en cuenta sus objetivos culturales, históricos y de conservación y cuidado del
patrimonio cultural del Distrito Capital, esto al crear un sentido de pertenencia de la historia y
llevando al ciudadano a estos espacios que fueron testigo de múltiples sucesos que forjaron la
Bogotá actual.
Por estos motivos la importancia de desarrollar una aplicación como esta, una aplicación
que, aprovechando el componente espacial de la historia, complemente la cátedra de ciencias
sociales de los colegios, aporte al Plan de Revitalización del Centro Tradicional de Bogotá –
PRCTB y genere un aporte cultural para la ciudad de Bogotá.
Se pretende que esta aplicación tenga un buen impacto en la nueva manera de ver la historia
y que sirva como herramienta de complemento para las temáticas vistas en la cátedra de ciencias
sociales, para ello esta aplicación contendrá información de una manera selecta, precisa, de fácil
aprendizaje y sobre todo productiva.
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4. Alcance
Este proyecto propone una herramienta con un enfoque académico, y con posibilidad de
extenderse al ámbito cultural y turístico haciendo uso de la realidad aumentada basada en
geolocalización en dispositivos móviles, mostrando información histórica sobre diferentes puntos
del centro ampliado de la ciudad de Bogotá.
4.1. Alcance Temporal
Hace referencia a la temporalidad de los datos. El proyecto usa y permite la visualización
de datos históricos, los cuales tienen una antigüedad de décadas o incluso de centenas de años y
por lo tanto no es necesario recurrir a actualizaciones de los mismos.
4.2. Alcance Espacial
Su alcance espacial está limitado al centro ampliado de la ciudad de Bogotá, zona
comprendida entre la avenida caracas y avenida circunvalar y las calles 26 y 1ª. Allí se encontrarán
los 30 puntos seleccionados e implementados en la aplicación que contendrán información
histórica para visualizar apoyada en la realidad aumentada basada en geolocalización.
4.3. Alcance Técnico
El desarrollo e implementación del proyecto cubre satisfactoriamente los requerimientos
funcionales y se entregó una aplicación con todas las funcionalidades identificadas en el análisis,
logrando tanto los objetivos específicos como el objetivo general propuesto.
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5. Objetivos
5.1. Objetivo General
Desarrollar una aplicación para dispositivos móviles Android de realidad aumentada
basada en geolocalización, que complemente y facilite el entendimiento de los conceptos de
historia vistos en la cátedra de ciencias sociales del colegio.
5.2. Objetivos Específicos
Identificar los requerimientos funcionales y no funcionales que se deben satisfacer a con la
herramienta desarrollada.
Definir una arquitectura de software capaz de dar respuesta a los requerimientos
funcionales y no funcionales identificados en la fase de análisis.
Desarrollar una aplicación para dispositivos móviles que implemente realidad aumentada
basada en geolocalización, haciendo uso de la cámara y la posición GPS del usuario, mostrando
marcadores de los diferentes puntos de interés o POI (point of interest) que lo rodean. Dichos
marcadores mostrarán una fotografía histórica del POI, así como el nombre y una reseña.
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6. Estado del arte
6.1. Marco Teórico
La realidad aumentada es la combinación de elementos reales y virtuales de manera
interactiva en tiempo real y muchas veces registrada en 3D (Azuma, 1997). En otras palabras, es
una tecnología que añade información y elementos virtuales sobre lo que el usuario percibe a
simple vista en el mundo real utilizando dispositivos tecnológicos como gafas especiales o
Smartphone, de tal manera que una persona puede observar el mundo real con ciertos elementos
agregados, que aparecen en sus lentes o pantalla a modo de información digital. Para poder hablar
de realidad aumentada se debe contar con 5 elementos que han de converger para que esta pueda
existir. Pantalla, allí se visualizará la parte real captada por la cámara y el añadido virtual. Cámara,
será la que capte la realidad y transmita la información a la aplicación, es necesaria para activar
cualquier sistema de realidad aumentada. Marcador, será el elemento que ponga en funcionamiento
la aplicación de realidad aumentada, puede ser una imagen o un punto geográfico. Información
virtual, es la información que recibe el usuario una vez que se activa e marcador ya sea mediante
la cámara o el GPS. Software, es el mecanismo o programa informático que interpreta la aplicación
y la muestra en el dispositivo móvil.
Aunque se crea que la realidad aumentada es un término novedoso y reciente, la verdad es
que sus orígenes se remontan 1962, en donde el inventor Morton L. Heilig creó una máquina
similar a las de los videojuegos que inundaron la década de los 90. La llamó Sensorama, y
proyectaba imágenes en 3D junto con un sonido envolvente, vibración del asiento y creación de
un efecto de viento que se lanzaba hacia el espectador (Wagner y Schmalstieg, 2006).
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En 1968, Iván Sutherland, con la ayuda de uno de sus estudiantes Bob Sproull, diseña el
concepto de The Ultimate Display, e inventa el Head Mounted Display. Este aparato es
considerado por muchos como el primer sistema de realidad virtual y realidad aumentada. Si bien
era primitivo en aspectos de interfaz de usuario y realismo, y su peso era tan alto que debía ser
colgado desde el techo, el dispositivo permitía la inmersión del usuario a un mundo virtual con el
cual podía interactuar. Incluía un display estereoscópico, un sistema de rastreo, sonido, estímulo
táctil, gráficas interactivas, y retroalimentación en tiempo real (Jon Barrilleaux, 1999).
Esta tecnología está en auge debido a la proliferación de los Smartphone y el considerable
aumento de sensores disponibles y aunque aún le queda mucho por avanzar y mejorar, no se puede
pasar por alto la gran utilidad y presencia que la realidad aumentada ha conseguido en distintos
sectores, tales como como educación, televisión, simulación, comercio, medicina, milicia,
industria o incluso el turismo.
Básicamente existen dos clases de realidad aumentada. Basada en reconocimiento de
patrones y objetos empleando códigos QR o imágenes. Basada en ubicación y orientación
utilizando los sensores de los dispositivos móviles para localizar y superponer la información a
nuestro alrededor.
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6.2. Antecedentes
El termino Realidad Aumentada fue introducido en la década de los 90 por el investigador
Tom Caudell en Boeing, el cual fue contratado para encontrar una alternativa a los tediosos tableros
de configuración de cables que utilizan los trabajadores. Salió con la idea de anteojos especiales y
tableros virtuales sobre tableros reales genéricos, es así que se le ocurrió que estaba “aumentando”
la realidad del usuario (Barfield y Caudell, 2001).
La realidad aumentada está siendo utilizada en una gran cantidad de diferentes ámbitos,
como en la medicina, en donde los doctores pueden tener acceso a información sobre pacientes;
en aviación, donde los pilotos pueden visualizar información importante sobre los lugares que
tienen frente a ellos; o en museos, donde se puede dotar de información digital sobre las obras
expuestas, o bien presentar las mismas obras de manera digital. Las instrucciones pueden ser más
fáciles de entender si están disponibles, no en manuales con textos e imágenes, sino en dibujos 3D
superpuestos al equipamiento mismo, mostrando paso por paso las acciones que se deben realizar
y cómo hacerlas (Azuma, 1997).
A lo largo de la última década se han realizado varios proyectos que utilizan la realidad
aumentada basada en localización y sirven de referencia para la realización del proyecto
GeoHistoryApp. Uno de estos es el “Proyecto FRAGUEL” el cual es un Framework de realidad
aumentada para guías en entornos locales (Álvarez, Rodríguez, y Sánchez, 2011) desarrollado en
la Universidad Complutense de Madrid para facilitar la creación de puntos de interés y rutas entre
dichos puntos, proporcionando un entorno sencillo y dinámico para acceder a los contenidos
pág. 18
multimedia de cada uno. En la Universidad de Palermo se desarrolló una aplicación de realidad
aumentada para la recreación del patrimonio histórico (Siracusa, 2013). Una con enfoque turístico
es la Realidad aumentada basada en geolocalización (López, 2014), realizada en la Universidad
Politécnica de Catalunya, la cual identifica elementos dentro del rango de visión del usuario
mostrándole el nombre y con la posibilidad de ampliar la información. Y finalmente la aplicación
móvil de realidad aumentada orientada a la localización dentro de un establecimiento universitario
(Vargas, 2016), desarrollada en la Universidad Católica de Valparaiso y permite a los alumnos de
la Escuela de Informática ubicarse dentro de su edificio, facilitando el desplazamiento de estos
dentro de su facultad.
Actualmente existen diferentes librerías que ofrecen buenos resultados para programar con
esta tecnología en Android, algunas de estas son: Wikitude es una SDK gratuita muy bien
documentada para creación de aplicaciones de realidad aumentada con Android. Vuforia es una
SDK de Qualcomm para diseñar aplicaciones que utilicen realidad aumentada tanto en iOS como
en Android, además, es compatible con el framework de desarrollo de Unity 3D. Mobile AR
Development Kit es una API para creación de aplicaciones de realidad aumentada tanto para iOS
como para Android. 3D Augmented Reality SDK es una SDK para mostrar animaciones y modelos
3D en dispositivos móviles utilizando realidad aumentada. Layar es otra SDK que se actualiza
bastante a menudo y con un amplio rango de características para el desarrollo de aplicaciones de
realidad aumentada.
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7. Metodología
Debido al corto tiempo de desarrollo del proyecto y al cumplimiento de los requerimientos
funcionales se siguió una metodología que cumpla las siguientes características: Ágil, haciendo
uso eficiente del tiempo y los recursos de una manera dinámica y precisa. Reutilización, construir
un producto integrando componentes prexistentes. Entregas periódicas, permitiendo obtener una
retroalimentación y mejorar en la siguiente fase sin que sea demasiado tarde.
Finalmente se escogió una metodología incremental, la cual se basa en la construcción
incrementando las funcionalidades del programa. Este modelo aplica secuencias lineales de forma
escalonada mientras progresa el tiempo en el calendario. Cada secuencia lineal produce un
incremento del software, tal como se observa en la Figura 1
Figura 1. Representación Gráfica del Modelo Incremental
Fuente: Laboratorio Nacional de Calidad del Software, 2009
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Cuando se utiliza un modelo incremental, el primer incremento es a menudo un producto
esencial, sólo con los requisitos básicos. Este modelo se centra en la entrega de un producto
operativo con cada incremento. Los primeros incrementos son versiones incompletas del producto
final, pero proporcionan al usuario la funcionalidad que precisa y también una plataforma para la
evaluación.
Esta metodología genera software operativo de forma rápida y en etapas tempranas del
ciclo de vida y por lo tanto reduce el coste en cambios de alcance y requisitos. Igualmente es más
fácil probar y depurar en una iteración más pequeña y facilita la gestión de riesgos. Cada iteración
es un hito gestionado fácilmente.
Por contraparte, requiere experiencia para definir los incrementos y distribuir en ellos las
tareas de forma proporcionada, cada fase de una iteración es rígida y no se superpone con otras y
todos los requisitos han de definirse al inicio.
pág. 21
8. Resultados
8.1. Análisis
En la fase de análisis se propuso un diagrama de casos de uso que supliera los
requerimientos del proyecto, obteniendo un total de seis (6) casos de uso, los cuales se muestran
en la Figura 2. Estos satisfacen los requerimientos establecidos en la etapa inicial del proyecto. El
usuario puede navegar en un mapa (CU-GHA-01 al CU-GHA-04), consultar sobre este los POI
(point of interest) que tienen realidad aumentada (CU-GHA-05) y abrir la realidad aumentada para
ver el nombre, una reseña y una foto de un suceso histórico cuando se encuentre cerca de un POI
(CU-GHA06).
Figura 2. Diagrama de Casos de Uso
Fuente: Elaboración propia
pág. 22
El caso de uso que requiere una gran atención es el CU-GHA-06, abrir realidad aumentada.
Este caso de uso es el que marca la diferencia con otros proyectos y sobretodo el que permite la
visualización de la realidad aumentada. En la Figura 3 se puede apreciar su diagrama de secuencia,
allí se visualiza la forma en que los objetos se comunican entre sí al ejecutar diferentes eventos.
Figura 3. Diagrama de Secuencia Caso de Uso Abrir Realidad Aumentada
Fuente: Elaboración propia
Solamente se cuenta con un actor y por lo tanto no se tienen roles ni registros por parte de
los usuarios, este único actor representa todo usuario en general que visualice e interactúe con la
realidad aumentada del sistema.
Para visualizar los objetos que involucran el sistema y las relaciones entre estos, se usa el
diagrama de clases. En la Figura 4 se puede ver el diagrama del proyecto, el cual está compuesto
por cuatro (4) clases; posición usuario, área de visualización, POI y realidad aumentada; y tres (3)
pág. 23
relaciones entre estas, una de composición y otra de asociación, cada una con su respectiva
cardinalidad.
Figura 4. Diagrama de Clases
Fuente: Elaboración propia
En la Figura 5 se puede ver la vista de componentes, esta consta de 4 componentes
diferentes según su funcionalidad. Persistencia con el componente JSON, esta contiene los datos
que se mantienen aun cuando la aplicación no está en funcionamiento, tales como los diferentes
POI y su información relacionada. El componente de Google Maps está a cargo de los servicios
como la geolocalización, este es el mapa base sobre el que se ejecutara la aplicación. Lógica de
negocios con el componente Wikitude es el siguiente, este permite activar la realidad aumentada
basada en la geolocalización del usuario. Finalmente el componente de presentación estará bajo
Android ya que sobre este sistema operativo funciona la aplicación de realidad aumentada.
pág. 24
Figura 5. Vista de Componentes
Fuente: Elaboración propia
La vista de despliegue contiene los nodos que forman la arquitectura hardware sobre la que
se ejecuta el sistema a través de sus componentes, su función es representar la distribución de las
partes que forman físicamente el sistema. En la Figura 6 se puede ver la vista de despliegue de este
proyecto.
Figura 6. Vista de Despliegue
Fuente: Elaboración propia
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8.2. Codificación
El proyecto se construyó usando Android Studio y por lo tanto siguiendo la estructura de
archivos y carpetas proporcionado por este software.
8.2.1. Estructura del Proyecto
La estructura de directorios y archivos es la que se observa en la Figura 7 a continuación.
Figura 7. Estructura del Proyecto
Fuente: Elaboración propia
En (1) se identifican los permisos de ubicación, cámara y conexión que debe utilizar la
aplicación (Figura 8). La carpeta java (2) contiene las clases en Java que hacen parte de la
aplicación (Figura 9) y la carpeta assets (3) contiene los marcadores en PNG de los POI
seleccionados y no seleccionados cuando estos se muestren en realidad aumentada (Figura 10).
1 2
3
4
5
6
7
8
pág. 26
Figura 8. Permisos de Conexión, Ubicación y Cámara de la Aplicación
Fuente: Elaboración propia
En la carpeta js (4) se encuentran los archivos en JavaScript que hacen referencia a la
implementación de la realidad aumentada, así como los detalles y JSON de los POI (Figura 11).
Figura 9. Clases en Java
Figura 10. Imágenes de POI en RA
Figura 11. Archivos JavaScript
Fuente: Elaboración propia
El archivo index (5) contiene llamado al architectView de realidad aumentada de Wikitude.
La carpeta layout (6) contiene los XML de estilo de las clases. El archivo (7) contiene la key de la
API de Google y finalmente (8) contiene la SDK de Wikitude y Google (Figura 12).
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Figura 12. SDK Wikitude y Google
Fuente: Elaboración propia
8.2.2. Permisos
La implementación del permiso de ubicación se determinó con la clase PermissionUtils del
repositorio de Google (Figura 13). Si el usuario no otorga estos permisos, la aplicación no se podrá
ejecutar adecuadamente y muestra en pantalla una ventana informando del error al usuario.
Figura 13. Clase PermissionUtils para la Solicitud de Permisos
Fuente: Elaboración propia
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8.2.3. Google Maps
Después de configurar los Servicios de Google Play y obteniendo una key del mismo, se
usó la API de Google Maps para generar el mapa base de la vista principal del usuario y los
marcadores de los POI. La configuración de los servicios se estableció en el gradle del proyecto,
las dimensiones de la ventana se definieron en el XML y en la clase principal se llama a este
servicio instanciándolo para obtener la ubicación del usuario y desplazar la cámara (Figura 14).
Esta es la interfaz de usuario principal, el mapa base con la posición del usuario y los
marcadores en los POI para que el usuario ingresando a la cámara del celular pueda ver en realidad
aumentada.
Figura 14. Clase Principal y XML con el código Referente al Mapa de Google
Fuente: Elaboración propia
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8.2.4. POI (Point of Interest)
La implementación de los POI se realizó con un arreglo JSON con los diferentes datos e
información asociada, nombre, latitud, longitud y descripción, como se observa en la Figura 15.
Figura 15. Definición del JSON con la información de los POI
Fuente: Elaboración propia
El incremento 8 que contiene la versión 1.3.0 es el que se muestra en la Tabla 1. La ventana
principal solicita los permisos de GPS (Figura 16) y cámara (Figura 17) y en caso de no otorgarlos
se informa al usuario. Una vez otorgados los permisos, se muestra la ubicación del usuario sobre
el mapa base de Google Maps (Figura 18) y si este se encuentra en movimiento, se actualizará
constantemente mostrando la ubicación y la dirección. El usuario puede ver sobre el mapa los
marcadores (Figura 19) que indican que allí se puede abrir la vista de RA para interactuar con los
POI. Si el usuario accede a la vista de realidad aumentada, despliega la vista de RA (Figura 20)
con los POI y su descripción al seleccionar uno de estos (Figura 21).
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Incremento Versión Interfaces Involucradas Descripción
1 1.0.0 Ninguna Instalación del SDK Wikitude.
2 1.0.1 Cámara
Acceso a la cámara y verificar la
funcionalidad con ejemplos de Wikitude.
3 1.1.0
Cámara
GPS
Acceso a la localización del usuario para
mostrar POI usando posición relativa.
4 1.1.1
Cámara
GPS
Detalle de POI
Habilitar la interacción de los POI con el
usuario.
5 1.2.0
Google Maps
Cámara
Implementación de la API de Google
Maps en la Interfaz Principal. Crear un
botón que acceda a la cámara.
6 1.2.1
Google Maps
GPS
Habilitar el reconocimiento y seguimiento
de la posición del usuario.
7 1.2.2 Google Maps Agregar marcadores en los POI
8 1.3.0 Detalle de POI
Implementar una ventana lateral en la
vista RA con el título, descripción e
imagen del POI seleccionado
Tabla 1. Incrementos del Proyecto
Fuente: Elaboración propia
pág. 31
Figura 16. Permisos de Ubicación
Figura 17. Permisos de Cámara
Figura 18. Interfaz Principal
Figura 19. Marcadores en los POI
Figura 20. Vista RA
Figura 21. Descripción del POI
Fuente: Elaboración propia
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8.3. Pruebas
Durante la fase de codificación se realizaron pruebas periódicas y constantes en apoyo de
aplicaciones que permitieran engañar al GPS y emular ubicaciones falsas, esto con el fin de
verificar el funcionamiento de cada incremento de GeoHistoryApp ya que los POI tienen
coordenadas fijas y era imposible verificar su funcionamiento sin usar estas herramientas.
Al finalizar la codificación se logró obtener licenciamiento académico de Wikitude,
permitiendo mejorar visualmente la aplicación. Se realizaron pruebas en campo comprobando su
funcionamiento, entre ellas la verificación de coordenadas de los puntos, navegación,
compatibilidad con diferentes versiones Android y modelos de celular, rango de visibilidad de los
POI y la manipulación por parte de otros usuarios.
Durante la fase de codificación, las pruebas que se realizaron fue ejecutando el código
sobre el dispositivo móvil directamente, en ningún momento se instaló la APK generada en
Android Studio, es por esto que una de las pruebas fue realizar esta instalación. Se efectuó la
instalación de la APK (Figura 22) y se verificaron las funcionalidades de navegación como el zoom
del mapa que provee la API de Google Maps y la ubicación del usuario (Figura 23). Igualmente
en la vista de realidad aumentada se comprobó directamente en la zona de estudio el
funcionamiento de GeoHistoryApp y las coordenadas y visualización de los POI que deberían
corresponder a lugares específicos (Figura 24 y Figura 26) y la descripción de estos al momento
que el usuario los seleccione (Figura 25 y Figura 27).
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Figura 22. Instalación de la APK
Figura 23. Zoom a los Marcadores de
la Av. Jiménez con 7.
Figura 24. POI en el sector donde
asesinaron a Gaitán
Figura 25. Descripción del POI donde
asesinaron a Gaitán
Figura 26. POI sobre el Palacio de
Justicia
Figura 27. Descripción del POI en la
toma y retoma del Palacio de Justicia
Fuente: Elaboración propia
La evaluación de usabilidad se realizó con la metodología mobile Goal Question Metric
(mGQM) propuesta en el 2012 por Azham Hussain en su tesis doctoral, la cual propone la elección
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de métricas con la misma importancia, tanto objetivas como subjetivas y teniendo un factor de
ajuste en las métricas subjetivas de 0.55 y de 0.45 para las objetivas. Esto debido a que para el
autor las métricas subjetivas pueden llegar a ser más importantes que las objetivas, ya que siempre
la calificación de un usuario no experto es subjetiva y esa opinión podría influenciar la calificación
de otros usuarios.
Se seleccionaron veinte (20) métricas a calificar, 10 objetivas y 10 subjetivas y se realizó
la calificación con cinco (5) usuarios diferentes que probaron GeoHistoryApp, las métricas y las
calificaciones recibidas se muestran en la Tabla 2 y Tabla 3. Una de las limitaciones de las pruebas
era que el usuario debía ir al centro de Bogotá y verificar el funcionamiento de la aplicación, de
allí el limitante de contar solamente con cinco (5) usuarios para la calificación de usabilidad.
Métricas Objetivas
Métrica U1 U2 U3 U4 U5 Promedio
Tiempo de instalación 5 5 5 5 5 5
Interacciones durante la instalación 5 4 5 5 5 4,8
Tiempo de aprendizaje 4 5 4 5 5 4,6
Errores mientras aprende 4 4 4 3 4 3,8
Tiempo necesario para completar la tarea 5 5 4 5 4 4,6
Tareas exitosas en el primer intento 4 3 4 4 3 3,6
Tiempo de inicio de la aplicación 5 5 5 5 5 5
Tiempo de conexión a la red 1 2 2 2 1 1,6
Consumo de batería 3 4 3 4 3 3,4
Velocidad de respuesta 5 5 5 5 5 5
Total Métricas Objetivas 4,1 4,2 4,1 4,3 4 4,14
Factor de Ajuste (0.45) 1,863 Tabla 2. Calificación Métricas Objetivas
Fuente: Elaboración propia
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Métricas Subjetivas
Métrica U1 U2 U3 U4 U5 Promedio
Grado de disfrute de las tareas/funcionalidades 5 5 5 5 5 5
Grado de satisfacción con la interfaz (aspecto visual) 3 4 4 3 4 3,6
Grado de satisfacción con la respuesta en pantalla 4 4 5 4 5 4,4
Grado de satisfacción con el teclado/texto/botones 5 5 4 5 4 4,6
Grado Satisfacción con el proceso de instalación 5 5 5 5 5 5
Grado de Satisfacción con los contenidos 5 5 5 5 5 5
Satisfacción con el botón de menú 5 4 4 5 4 4,4
Facilidad para encontrar la ayuda 1 1 1 1 1 1
Grado de satisfacción durante el aprendizaje 5 4 5 5 4 4,6
Grado de estrés durante el uso 5 5 5 5 5 5
Total Métricas Subjetivas 4,3 4,2 4,3 4,3 4,2 4,26
Factor de Ajuste (0.55) 2,343 Tabla 3. Calificación Métricas Subjetivas
Fuente: Elaboración propia
Se observa que los factores a tener en cuenta y mejorar a futuro son los relacionados con
la obligatoria conexión a una red, el consumo de batería algo acelerado, mejorar el aspecto visual
de las interfaces y añadir una sección de ayuda.
Ajustando cada una de las métricas y sumando sus resultados se obtiene la calificación de
usabilidad de GeoHistoryApp, la cual se observa en la Tabla 4.
Total Métricas Calificación
Objetivas 1,863
Subjetivas 2,343
Factor de Usabilidad 4,206 Tabla 4. Evaluación de Usabilidad
Fuente: Elaboración propia
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9. Conclusiones
La fase de análisis ayudo a establecer seis (6) casos de uso, un (1) actor que no requiere
registro, no hay roles de usuario, y los requerimientos funcionales y no funcionales que permitieron
cumplir satisfactoriamente con la herramienta desarrollada. Igualmente dio claridad sobre la
arquitectura y los cuatro (4) componentes de esta, definiendo la persistencia con el uso de arreglos
JSON que contenga la información e imágenes de los POI, servicios de geolocalización con la API
de Google Maps, lógica de negocios con la SDK de Wikitude que permite activar la realidad
aumentada basada en la geolocalización y presentación a través de los dispositivos móviles
Android. De allí que el conocimiento de Java, JavaScript, HTML y XML era fundamental.
La configuración de Wikitude no es sencilla de realizar y muchas veces se hace necesario
recurrir a fuentes diferentes a la web oficial para poder realizarla en la fase de codificación, sin
embargo este permite el acceso total al código fuente de cada uno de los ejemplos de su repositorio
y facilita la elaboración de proyectos con esta SDK. Este proyecto partió y utilizó como base uno
de esos ejemplos de geolocalización integrando la API de Google Maps e implementando
funcionalidades adicionales para el correcto funcionamiento de la aplicación.
Durante la fase de pruebas de la aplicación, se encontró una incompatibilidad de la SDK
de Wikitude con los sistemas operativos Android 7 en cuanto al giroscopio y Android 6.0.1 en
cuanto a la ejecución. En el primero es posible visualizar y acceder a los POI, pero estos se
mantienen fijos al mover el celular y en ocasiones se muestran de manera intermitente dependiendo
de la señal y la precisión del GPS, y en el segundo es posible la instalación pero no la ejecución.
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Por tal motivo la aplicación es funcional correctamente en sistemas operativos Android 5 y con
una funcionalidad intermedia en Android 6.0 y 7. Estas limitaciones no están descritas en la página
de Wikitude y fueron encontradas durante el desarrollo del proyecto y verificadas en la fase de
pruebas. Igualmente se encontró que es necesario mejorar las dimensiones de algunas ventanas y
botones que cambian drásticamente su tamaño debido a la dimensión de pantalla de los diferentes
dispositivos que se usaron para probar GeoHistoryApp.
En total GeoHistoryApp tiene 30 puntos ubicados dentro del Centro Ampliado de la ciudad
de Bogotá, explicando sucesos mediante una reseña y una fotografía la historia de la capital como
la Toma del Palacio de Justicia, la visita del Papa Pablo VI, el Incendio del Edificio de Avianca,
el Robo de la Espada de Bolívar, Asesinato de Gaitán, Construcción del Tranvía, Firma de la
Constitución de 1991, Incendio de las Galerías y el Florero de Llorente son algunos de los sucesos
y puntos que aparecen allí por su valor histórico e importancia cultural y académica.
Caminar el centro de la ciudad de Bogotá y recorrer las calles con un enfoque histórico y
cultural apoyado en una aplicación de realidad aumentada genera un enorme plus, que tanto los
programadores como los usuarios que realizaron las pruebas pudieron reconocer y verificar, dando
una mirada crítica a cada suceso e incluso reacciones de asombro por lo que muchos desconocían
o conocían a medias, demostrando el aporte de este proyecto a la cultura, academia, turismo e
incluso tecnología de Bogotá.
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10. Referencias
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realidad aumentada para guías en entornos locales.
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http://www.jmbaai.com/vwsim99/vwsim99.html
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López, O. I. (2014, junio). Realidad aumentada basada en geolocalización. Facultad de Informática
de Barcelona. Recuperado a partir de
http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/22057/101124.pdf?sequence=1
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Palermo. Facultad de Diseño y Comunicación. Recuperado a partir de
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localización dentro del establecimiento universitario IBC. Pontificia Universidad Católica
de Valparaiso. Recuperado a partir de http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-
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pág. 39
Wagner, D., & Schmalstieg, D. (2006). Handheld augmented reality displays. En Virtual Reality
Conference, 2006 (pp. 321–321). IEEE. Recuperado a partir de
http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1667684/
