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SIMULADOR PARA PRACTICAS DE LABORATORIO EN LA MODALIDAD
DE BIOTECNOLOGÍA PARA LA PRODUCCION DE MATERIAL VEGETAL
JUAN FELIPE GAMA MEDINA
UNIVERSIDAD FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTÁ D.C.
2019
SIMULADOR PARA PRACTICAS DE LABORATORIO EN LA MODALIDAD
DE BIOTECNOLOGÍA PARA LA PRODUCCION DE MATERIAL VEGETAL
JUAN FELIPE GAMA MEDINA
Monografía para optar el título de Tecnólogo en Sistematización de datos
Director Tutor: DARIN JAIRO MOSQUERA PALACIOS
Ingeniero en Sistemas
UNIVERSIDAD FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTÁ D.C.
2019
TABLA DE CONTENIDO PAG.
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 6
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 7
1.1. DESCRIPCIÓN ....................................................................................................... 7
1.2. FORMULACIÓN ..................................................................................................... 7
1.3. ALCANCES ............................................................................................................. 8
1.4. DELIMITACIONES ............................................................................................... 10
1.5. OBJETIVOS .............................................................................................................. 11
1.5.1. OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 11
1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 11
1.6. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................... 12
1.7. MARCO DE REFERENCIA .................................................................................... 14
1.7.1. ESTADO DEL ARTE........................................................................................ 14
1.7.1.1. FUENTES DE INFORMACIÓN .................................................................. 14
1.7.1.1.1. FUENTES PRIMARIAS ........................................................................... 14
1.7.1.1.2. FUENTES SECUNDARIAS .................................................................... 15
1.7.1.1.3. PROYECTOS RELACIONADOS ........................................................... 16
1.8. MARCO TEORICO .............................................................................................. 17
1.8.1. VIDEOJUEGOS EDUCATIVOS ..................................................................... 17
1.8.2. VENTAJAS DE LOS VIDEOJUEGOS EN EL ÁMBITO EDUCATIVO ..... 19
1.8.3. BIOTECNOLOGIA............................................................................................ 21
1.8.4. MARCO CONCEPTUAL ................................................................................. 26
1.8.4.1. HERRAMIENTA DE DESARROLLO......................................................... 28
1.8.4.2. UNITY 3D ...................................................................................................... 29
1.8.4.3. BLENDER ...................................................................................................... 31
1.8.5. METODOLOGÍA DE DESARROLLO ............................................................ 33
1.9. FACTIBILIDAD ..................................................................................................... 37
1.9.1. FACTIBILIDAD OPERATIVA .......................................................................... 37
1.9.2. FACTIBILIDAD LEGAL .................................................................................... 38
1.9.3. FACTIBILIDAD TÉCNICA ............................................................................... 38
1.9.4. FACTIBILIDAD ECONÓMICA ........................................................................ 39
1.9.5. CRONOGRAMA ............................................................................................... 41
2. ANÁLISIS....................................................................................................................... 42
2.1. ANÁLISIS REQUERIMIENTO DEL SISTEMA, HIRTORIAS DE USUARIOS .................... 42
2.2. PLAN DE ENTREGA .................................................................................................. 44
2.3. DURACION DEL PROYECTO ..................................................................................... 45
2.4. DIAGRAMA DE FUNCIONES ..................................................................................... 46
2.5. DIAGRAMA DE FLUJO .............................................................................................. 47
3. DISEÑO ............................................................................................................................ 48
3.1. DISEÑO EVENTOS .................................................................................................... 48
3.2. DISEÑO PROCEDIMENTAL ....................................................................................... 50
3.3. DISEÑO INTERFAZ GRAFICA .................................................................................... 51
4. DESARROLLO ................................................................................................................... 54
4.1. PROCESO DESARROLLO ........................................................................................... 54
4.2. PROCESO DE VIRTUALIZACIÓNOBJETOS ................................................................. 55
4.3. PROCESO VIRTUALIZACIÓNLABORATORIO ............................................................. 58
4.4. PROCESO EXPORTACIÓN OBJETOS ......................................................................... 58
4.5. PROCESO GENERACIÓN SCRIPTS CONTROL ANIMACIONES ................................... 61
5. PRUEBAS ......................................................................................................................... 63
5.1. PRUEBAS UNITARIAS ............................................................................................... 63
6. RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 65
7. Anexos ............................................................................................................................. 71
7.1. Encuesta valoración prácticas laboratorio .............................................................. 71
INDICE DE TABLAS
PAG.
Tabla 1: FACTIBILIDAD DE RECURSOS HUMANOS ................................. 37
Tabla 2: FACTIBILIDAD TÉCNICA ............................................................... 38
Tabla 3: SOFTWARE REQUERIDO ............................................................. 39
Tabla 4: HARDWARE REQURIDO ............................................................... 39
Tabla 5: COSTO DE PERSONAL ................................................................. 39
Tabla 6: TOTAL PROYECTO ....................................................................... 40
INDICE DE IMÁGENES PAG.
Imagen 1: PARTES DE LA PLANTA ............................................................ 22
Imagen 2: PARTES DE LA FLOR ................................................................. 22
Imagen 3: PARTES DE LA HOJA ................................................................. 24
Imagen 4: PARTES DEL FRUTO ................................................................. 25
Imagen 5: PARTES FERTILES DE LA PLANTA .......................................... 25
Imagen 6: PAGINA INICIO UNITY 3D .......................................................... 29
Imagen 7: PLATAFORMA DE DESARROLLO UNITY 3D ............................ 30
Imagen 8: ELEMENTOS 3D BLENDER ....................................................... 32
Imagen 9: BOTONES DE EDICIÓN .............................................................. 32
6
INTRODUCCIÓN
En la actualidad los simuladores en tres dimensiones se han convertido en
una manera de auto aprendizaje teórico-práctico de temas que van desde las
ciencias básicas como lo es la matemática en cualquiera de sus aplicaciones,
abordando temas sencillos como las operaciones básicas hasta temas más
complejos como lo son el uso de vectores y su respectiva representación
gráfica, en donde en la mayoría de sus casos este tipo de tecnología se
implementa para fomentar la práctica de algunos temas vistos en cualquier
clase magistral específicamente en las ciencias básicas como lo son física,
química y biología entre otras; haciendo uso del1“aprendizaje inmersivo” lo
cual favorece la experiencia de aprendizaje en mundos generados en tercera
dimensión.
Por otra parte, esta tecnología de inmersión no siempre es “mejor”, lo cual
hace recalcar de una manera exhaustiva el uso correcto y controlado de este
tipo de tecnologías aunque como ya se ha reconocido este tipo de tecnologías
puede fortalecer el conocimiento teórico de algunos temas como ha ocurrido
en algunos casos específicos, como por ejemplo el juego simulador de
America`s Army, en donde el ejército estadounidense utilizo este tipo de
tecnología para comenzar un reclutamiento desde una temprana edad, en
donde los ejecutores de dicho proyecto aceptaron el hecho que los
videojuegos pueden ser y enseñar algo más útil y no solo una forma de perder
el tiempo.
Por ultimo podemos ver las diferentes tecnologías de programación grafica en
tres dimensiones utilizadas para el desarrollo de este tipo de proyectos
simulador las cuales se dividen en mundos infovirtuales y mundos de realidad
virtual en donde tienen unas algunas diferencias que se pueden observar en
los resultados finales de cada simulador y donde también se pueden
evidenciar las diferencias con el mundo real, y su inalcanzabilidad
momentánea en el momento de llevar a cabo una práctica en el mundo real,
teniendo en cuenta que un simulador únicamente puede llegar hasta cierto
punto de exactitud el cual no puede tener en cuenta todos los factores que
intervienen en una experiencia real.
1UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID, Márquez Israel V., La simulación como aprendizaje: educación y mundos virtuales, Madrid España, 27 de agosto del 2015, p.9 Disponible <http://campus.usal.es/~comunicacion3punto0/comunicaciones/059.pdf>
7
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. DESCRIPCIÓN
En la modalidad académica de bachiller técnico con énfasis en producción
biotecnológica en material vegetal, es necesario entender desde un principio
que es necesaria una práctica prolongada y constante de los procesos dentro
y fuera del laboratorio para mecanizar de manera efectiva conocimientos
teóricos y prácticos de dichos procesos los cuales van desde la limpieza de
instrumentos, clasificación de sustancias químicas, preparado de stock entre
otras.
Para este tipo de estudios académicos es necesario tener acceso a ciertos
espacios y materiales que permiten el correcto aprendizaje teórico práctico de
dicha carrera, el acceso anteriormente nombrado tiene costos elevados, en
donde la modalidad académica es tomada en su gran mayoría por estudiantes
de instituciones públicas, los cuales no tienen el completo acceso a dichos
requerimientos físicos por cuestiones financieras; por lo tanto, no es posible
obtener las habilidades completas concernientes a la interacción y
reconocimiento de los diferentes artículos, herramientas y procedimientos
utilizados en un laboratorio de biotecnología de material vegetal; en donde se
generan buenas prácticas de trabajo dentro del espacio de trabajo, lo cual
resulta en una mecanización incompleta de las prácticas necesarias a utilizar
dentro de un recinto de trabajo enfocado en biotecnología con énfasis en
material vegetal.
Por otro lado, uno de los problemas que se evidencian está en la evaluación
de los conocimientos adquiridos, ya que al no poder ser practicados de manera
constante y eficiente tiene como resultado una afección directa en las notas
de los estudiantes, por ende indirectamente esto afecta la continuidad por
parte de algunos estudiantes se puede ver afectada endicha modalidad.
1.2. FORMULACIÓN
¿Es posible fomentar la enseñanza y refuerzo teóricos-prácticos de los
conocimientos adquiridos en una clase magistral de biotecnología por medio
del uso de un software grafico en tres dimensiones (simulador de realidad
virtual) en el técnico especializado la producción biotecnológica de material
vegetal?
8
1.3. ALCANCES
Este proyecto se centra en el desarrollo de una alternativa de aprendizaje y
enseñanza de los conocimientos concernientes a el técnico en producción
biotecnológica de material vegetal por medio de un software que permita una
modelación virtual de un entorno seguro de clase basado en programación
gráfica en tres dimensiones.
En primer lugar, se encuentra el diseño del aula o laboratorio de clase:
• Se diseñará un aula o laboratorio de clase, con la distribución
establecida por el nivel de bioseguridad2para este tipo de laboratorios.
• Con la modelación virtual del laboratorio se realizará una correcta
distribución y uso de una infraestructura similar a la de un de un
laboratorio real.
• Diseñar un entorno virtual de la infraestructura, en donde el estudiante
atenderá a la distribución y la manera correcta del laboratorio de clase.
En segundo lugar, se encuentra el diseño de las herramientas, maquinarias y
equipos:
• Se diseñarán todas las herramientas, equipos y maquinarias necesarias
para los diferentes procesos de la producción biotecnológica de material
vegetal de principio a fin.
• Con el diseño de todas las herramientas necesarias se dará a conocer
la correcta ubicación y distribución de los mismos dentro de un
laboratorio de biotecnología dedicado a la enseñanza.
• Con la modelación dentro del entorno virtual de las herramientas
utilizadas en cada proceso realizado en el interior y exterior del
laboratorio de biotecnología, se permitirá que el estudiante identifica la
relación correcta del orden y reglas de un laboratorio.
En tercer lugar, se encuentra el diseño e implementación de una base de datos
que permita recopilar la información utilizada en la producción biotecnológica
de material vegetal:
• Se diseñará una base de datos que abarque con la información de
materiales, recetas o preparados, procedimientos de los diferentes
2 MV. Miriam Cortes, TM. Manuel Salgado, DraCelmira Agilar, TM. Berta Vicencio, Dra Verónica Muñoz, TM Angélica Bordón. Guía de bioseguridad para laboratorios clínicos. [En Línea] Departamento de Laboratorio Biomédico Nacional y de Referencia, Instituto de Salud Pública de Chile. Página 10-11. Disponible http://investigacion.uv.cl/web/wp-content/uploads/2013/07/Manual-Bioseguridad-ISPCH.pdf
9
procesos realizados en un laboratorio de producción biotecnológica de
material vegetal.
• Con la implementación de la base de datos el estudiante tendrá un
acceso a las referencias necesarias para llevar a cabo cualquier
proceso dentro del laboratorio.
• A través del simulador virtual el estudiante podrá acceder a las prácticas
necesarias las veces que las necesite para adquirir el conocimiento de
manera correcta de uno o más procesos llevados a cabo en el
laboratorio de biotecnología.
En cuarto lugar, se encuentra la implementación de las animaciones base de
los procesos de un laboratorio de producción biotecnológica en material
vegetal:
• Se realizarán las animaciones necesarias para emular de la manera
más precisa posible una experiencia real.
• Con la implementación de las animaciones el estudiante podrá
interactuar con el simulador de manera más real y sin el peligro de dañar
alguna herramienta o máquina y realizar de manera satisfactoria una
práctica de laboratorio.
• Se implementará el lenguaje gráfico UNITY el cual permitirá la
codificación de las animaciones necesarias para cada proceso dentro y
fuera del laboratorio de biotecnología.
Por último, está el desarrollo de una plataforma interactiva que permitirá la
adquisición de conocimiento teórico y práctico a los estudios correspondientes
a el técnico en producción biotecnológica de material vegetal.
• Desarrollar una plataforma en donde se recolecten todos los datos
necesarios para los procesos, stocks, preparados y recetas necesarias
para los estudios correspondientes al técnico en producción
biotecnológica de material vegetal.
• Establecer un tiempo de operación para cada proceso teniendo en
cuenta las diferentes reglas de utilidad en función de tiempo definidas
para este tipo de prácticas.
• Implementar un sistema de calificación que permita al docente
encargado dar un seguimiento a los progresos de sus estudiantes y de
su actividad en el software de realidad virtual.
10
1.4. DELIMITACIONES
Al estar este proyecto centrado en el desarrollo de software educativo no se
resolverán dudas con respecto a la calificación y cuantificación del progreso
del estudiante; por otro lado, solo se tendrá en cuenta los requisitos necesarios
para el uso del software únicamente.
• No se determinará la cantidad y calidad de información considerada
como útil necesario para los patrones de aprendizaje en la
modalidad de producción biotecnológica de material vegetal,
únicamente se utilizará la información pertinente a las prácticas de
esta modalidad académica.
• El software no determinará la curva de aprendizaje promedio
necesaria para cualquier estudiante y sus avances en la obtención
del conocimiento, dicha curva de aprendizaje será evaluada por el
docente encargado.
• No se tomarán en cuenta las características del hardware en donde
se ejecutará el proyecto.
• No se determinará la calidad gráfica en la que se ejecutara el
software de realidad virtual, la construcción del software visualmente
estará determinada por el hardware en donde se ejecutara el
programa.
11
1.5. OBJETIVOS
1.5.1. OBJETIVO GENERAL
Desarrollar un simulador de realidad virtual, mediante un software educativo
en tercera dimensión; para que así, permita el fortalecimiento de los
conocimientos adquiridos en los estudios correspondientes a técnico en
producción biotecnológica de material vegetal.
1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Identificar, analizar y documentar los procesos básicos necesarios que
se llevan a cabo en los estudios académicos correspondientes a técnico
en producción biotecnológica de material vegetal y llegar a una
cuantificación exitosa del conocimiento necesario para dicha carrera.
• Desarrollar un prototipo funcional del simulador a utilizar, mediante los
lenguajes de programación gráfica BLENDER y UNITY que permitirán
una interacción optima con el estudiante y sus deseos de aprender.
• Desarrollar un módulo de seguimiento a los avances e interacciones
realizados por el usuario dentro del software; en donde dicho
seguimiento será realizado por el docente a cargo.
12
1.6. JUSTIFICACIÓN
En la modalidad correspondientes a la tecnología en producción
biotecnológica de material vegetal, es necesario un apoyo en el refuerzo
teórico y práctico de dicho énfasis, ya que el rendimiento académico de los
estudiantes es bajo por el hecho de que la falta de práctica y mecanización de
algunos procedimientos y procesos necesarios para la obtención de prácticas
de trabajo adecuadas; la falta de apoyo procedimental es causado por los
limitados accesos a los espacios, insumos e infraestructuras destinadas a esta
practicas; dichos espacios no pueden albergar un gran número de personas
en un mismo instante de tiempo, de otro manera estos espacios están en uso
constante en clases magistrales de esta modalidad.
Por otro lado, esta carrera técnica tiene como principal desventaja que los
insumos físicos y de infraestructura, necesarios para la práctica no sean
asequible para todos sus estudiantes, lo cual afecta de gran manera la
posibilidad de tener una práctica confortable y sin presión que se puede
generar en un laboratorio o aula de clase magistral.
También se enfoca en demostrar que el uso de este tipo de herramientas
tecnológicas puede ser realmente útil en la enseñanza, si se tiene un control y
un correcto uso de estas tecnologías en donde pueden tener una guía para un
aprendizaje completo y personalizado por medio del llamado “aprendizaje de
inmersión” 3 en donde el estudiante podrá llevar a cabo sus prácticas
acompañados del docente sin la presión del tiempo, ni de los actores externos
que permiten el mal funcionamiento de la infraestructura y sus espacios de
uso.
De igual manera el desarrollo de este proyecto permitirá evidenciar a la
comunidad educativa sin importar su nivel de estudios que:
Conocer y comprender que el uso de nuevas tecnologías abre paso a una
enseñanza de mejor y alta calidad sin necesidad de tener unas instalaciones
demasiado equipadas para algunas experiencias y prácticas, ya que algunas
instituciones no tienen el capital necesario para impulsar este tipo de
modalidades académicas, lo cual abre paso a decir que en la ciudad de Bogotá
hay únicamente dos instituciones educativas con esta modalidad y son La
institución Educativa Manuelita Sáenz, colegio la amistad.
3 Tecnológico de Monterrey, Dr. Icaza I. José, Dra. Heredia Yolanda, Dr. Borch Ole, Aprendizaje por inmersión orientado a proyectos: métodos y resultados, Monterrey. México, 10 de diciembre del 2004, Disponible < http://www.mty.itesm.mx/rectoria/dda/rieee/pdf-II/s3/72DECICIcazaotrosFinal.pdf>
13
Utilizar este tipo de software educativo puede beneficiar al estudiante al
ayudarle a identificar los diferentes procesos y procedimientos utilizados en el
énfasis de producción biotecnológica de material vegetal de una manera más
didáctica y pedagógica, premiando con un puntaje positivo al estudiante por el
conocimiento adquirido en el simulador.
Aplicar los conocimientos adquiridos de ambas especializaciones tanto para el
desarrollo del proyecto como para su prueba en un ambiente escolar real.
Este proyecto busca con respectos a los alumnos mantener el interés, dar la
oportunidad de crecer académicamente y personalmente al ayudar con el
desarrollo integral de su carrera.
Este proyecto tiene como resultado generar una herramienta útil para los
estudiantes en todos los aspectos académicos, cognitivos y competitivos del
bachiller técnico con énfasis en producción tecnológica de material vegetal
para una culminación exitosa de dicha carrera; permitiendo a los alumnos
tener un conocimiento teórico-práctico de los procesos y procedimientos
utilizados en la carrera anteriormente nombrada.
14
1.7. MARCO DE REFERENCIA
1.7.1. ESTADO DEL ARTE
1.7.1.1. FUENTES DE INFORMACIÓN
1.7.1.1.1. FUENTES PRIMARIAS
En el enfoque de la educación media en biotecnología, se han utilizado
algunos procesos de enseñanza óptimos y nuevos para la biotecnología se
pueden referenciar algunos títulos como lo son:
Muñoz Bejarano, Milena Dayana, Basto Silva Johana.
Enseñanza de la biotecnología [En Línea]
http://soda.ustadistancia.edu.co/enlinea/paginaimagenes/PRESENTACIONE
SyPONENCIAS/Memorias%20Ponencias/Bogota/Curriculo%20y%20Evaluaci
on/Mesa%201%20Septiembre%2021/DAYANA%20BEJARANO%20MU%D1
OZ.pdf
HernadezMaria Claudina
Propuesta de apoyo para una gestión eficiente de la biotecnología
[En Línea] http://journal.ean.edu.co/index.php/Revista/article/view/427/421
Parra Claudia, Reguero Maria Teresa,
Algunas experiencias de la introducción de la biotecnología en la educación
básica y media. [En Línea]
http://search.proquest.com/openview/b935020b4b69cc85235201b6d24bbd8f/
1?pq-origsite=gscholar&cbl=28899
Melo Constanza, Modragon Cesar, Wilches Fabio, Valbuena Edgar, Bolaños
Patricia, Celis Luis
Desarrollo de proyectos escolares en biotecnología propuesta de trabajo para
le enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales en el nivel de educación
media. [En Línea]
http://www.pedagogica.edu.co/storage/rce/articulos/pag185_190.pdf
15
1.7.1.1.2. FUENTES SECUNDARIAS
El uso de software en la realidad virtual y realidad aumentada se ha convertido
en una estrategia muy útil y eficaz en el campo de la educación; en donde su
principal razón es la de reforzar algunos procesos prácticos en tarea que
requieren un aprendizaje repetitivo o en experiencias simuladas espaciales.
Begoña Gros
Del software educativo a educar con software
[En Línea]http://www.unamerida.com/archivospdf/440-
482%20lectura%202.pdf
Vélez Isabel, Sosa Mabel
La usabilidad del software educativo como potenciador de nuevas formas de
pensamiento
[En Línea] La usabilidad del software educativo como potenciador de nuevas
formas de pensamiento
Herrera Batista Lorenzo Miguel Ángel
Rencuentro
[En Línea]
http://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/38888534/Las_fuentes_
de_aprendizaje_en_entornos_virtuales.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWY
YGZ2Y53UL3A&Expires=1487795325&Signature=RJqjkNU19wg9gZp1adWl
5OPOh68%3D&response-content-
disposition=inline%3B%20filename%3DLas_fuentes_de_aprendizaje_en_ent
ornos_v.pdf
Cataldi Zulma
Una metodología para el diseño, desarrollo y evaluación del software
educativo
[En Línea] http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/4055
Escartin Emilio
La realidad virtual una tecnología educativa a nuestro alcance
[En Línea] https://idus.us.es/xmlui/handle/11441/45510
16
1.7.1.1.3. PROYECTOS RELACIONADOS
Xavier Aquilué, Tomás Bases, Pere Castanyer, Joaquim Monturiol, Marta
Santos, Joaquim Tremoleda
El proyecto de restitución virtual de la ciudad griega y romana de Empúries.
Este proyecto plantea desarrollar de manera virtual una de las grandes
ciudades griegas como lo es Emporiom/Emporiae, en donde ya se ha
desarrollado una demo importante, la cual permite una navegación espacial
del santuario de Isis y Serapis, la que tiene un soporte documental en el sector
de Néapolis de la ciudad griega.
[Disponible En] http://www.biology-online.org/biology-forum/about1795.html
Ojeda Barceló, Fernando Perales, Francisco Javier
Ecourban: nuevos caminos para nuevas ideas en educación ambiental.
Se hace uso de herramientas de Virtualizaciónpara la enseñanza de educación
ambiental con el fin de fomentar el trabajo cooperativo para la enseñanza los
sistemas ambientales presentes en el mundo.
[En Línea] http://rodin.uca.es/xmlui/handle/10498/16016
Diego Riofrío Luzcando.
Diseño e implementación de un laboratorio virtual de biotecnología
El siguiente proyecto el cual se propone en la universidad Politécnica de
Madrid en su facultad de informática, la cual se centra en el diseño e
implementación de un laboratorio virtual de biotecnología, en donde uno o
varios estudiantes pueden practicar la ingeniería genética, la cual consiste en
fortalecer un árbol (chopo) el cual será para dotarlo de forma simulará para
obtener una resistencia hacia alguna enfermedad producida por bacterias y
hongos.[En línea]
http://oa.upm.es/13700/2/TESIS_MASTER_DIEGO_RIOFRIO_LUZCANO.pdf
17
1.8. MARCO TEORICO
1.8.1. VIDEOJUEGOS EDUCATIVOS
En la actualidad, el uso de las nuevas tecnologías ha llegado a todos los
ámbitos de la vida, no es extraño que este tipo de dispositivos se implanten
también en los ámbitos educativos, desde infantil hasta posgrado. Lo que hoy
en día entendemos por videojuego es cualquier tipo de juego interactivo digital
independientemente de su plataforma y soporte, de manera que el grupo con
el que trabajamos es muy amplio. Sin embargo, tanto en la comunidad
científica como en el colectivo educativo existe un debate donde se plantean
incluir este tipo de técnicas en las aulas, especialmente en los niveles
escolares iniciales. En el presente trabajo, nos enfocaremos en los
videojuegos educativos, como caso particular de tecnología en las aulas, y
como éstos dándoles el uso adecuado, pueden cooperar con el
autoaprendizaje en los alumnos, de manera teórico-práctica.
Ante tanta divergencia, cabe destacar las amplias finalidades que tienen los propios videojuegos y sus tipologías que podremos adaptar según las necesidades y los gustos de cada uno de los alumnos a los que irá dirigido ya que debemos adaptar el tipo de juego al usuario y no pretender que todos los usuario son iguales, dado que tenemos diferentes ritmos de aprendizaje, diferentes tipos de motivación y como en todos los casos, gustos diferentes que hace necesario un amplio repertorio de videojuegos con diferentes finalidades y ámbitos. 4
En este sentido, veremos cómo se han utilizado videojuegos comerciales para desarrollar distintas habilidades o fomentar diferentes valores por medio de la actuación de los personajes del juego; cómo se han desarrollado juegos específicos para determinadas asignaturas; o cómo, a partir del desarrollo de los juegos serios, éstos han sido utilizados activamente para reforzar la educación en valores en distintos centros educativos. Por otra parte, podremos comprobar cómo estas experiencias se han realizado desde los cursos iniciales hasta la educación universitaria. 5
Prensky, en (Prensky, 2001) 6, comenta que los escolares ya no encajan bien
4Padilla N., Metodología para el diseño de videojuegos educativos sobre una arquitectura para el
análisis del aprendizaje colaborativo. 2011. [En línea]España: DIALNET. [Disponible en]
<https://dialnet.unirioja.es/servlet/tesis?codigo=22581> 5Pascual J. El uso del videojuego como herramienta didáctica. [En Línea] Facultad de letras y de la educación. Página 13-15. [Disponible en] <https://biblioteca.unirioja.es/tfe_e/TFE000421.pdf> 6Prensky, M. Nativos e inmigrantes digitales [En línea] Institución Educativa SEK [Disponible en] <http://www.marcprensky.com/writing/Prensky-NATIVOS%20E%20INMIGRANTES%20DIGITALES%20(SEK).pdf>
18
el sistema educativo, tal como se concibió debido a que han crecido en un entorno rodeado de ordenadores, videojuegos, reproductores de música digitales, y toda clase de herramientas de la “era digital”. Por tanto, se les puede considerar Nativos Digitales, lo que significa que su “lengua nativa” es el lenguaje digital de los ordenadores, videojuegos e Internet.
Como contrapunto, en ese mismo documento, Prensky presenta la figura del profesor como Inmigrante Digital, ya que no ha nacido y crecido rodeado de estos dispositivos, pero en algún momento ha tomado contacto con ellos y trata de manejarlos de la mejor forma posible. Se produce entonces una analogía con el proceso de aprendizaje de un idioma diferente al nuestro: estos conocimientos van a otra parte de nuestro cerebro diferente a nuestro conocimiento nativo.
Esta brecha digital que existe entre nativos e inmigrantes digitales es uno de los principales problemas que encontramos en la incorporación plena de las tecnologías en la educación, que por otra parte es una de las reivindicaciones de los estudiantes, que quieren utilizar en las aulas los dispositivos que están acostumbrados a usar fuera de ellas. Además de las características innatas de los nativos digitales permiten a estos alumnos gestionar mejor su propio aprendizaje, ya que son capaces de absorber rápidamente la información por medio de imágenes y sonidos, pueden recuperar y procesar información de varias fuentes de forma simultánea, están permanentemente comunicados e incluso generan su propio contenido (García, 2007) 7.
Sin embargo, estas mismas capacidades son las que, en parte, asustan a los profesores, quienes se sienten en las peores condiciones para manejar estos dispositivos. La solución a este problema pasa por la alfabetización digital de estos profesores, el desarrollo de herramientas de fácil manejo que les permita mantener un control del aula de forma similar al que ejercen durante una clase tradicional y la concienciación, tanto de profesores como de alumnos.
En el caso que nos ocupa, es decir, el uso de videojuegos, hay 3 formas distintas de usarlos en las aulas:
• Utilizar los videojuegos comerciales y aplicarlos para obtener o mejorar algunas capacidades o valores específicos.
• Utilizar videojuegos educativos, que están pensados específicamente para enseñar una parte del currículo a la vez que se mantiene una parte lúdica.
7 La educación a distancia de la teoría práctica. 2001. Mérida. García, L. La educación a distancia de la teoría práctica. [En Línea] P. 103. [Disponible en] <http://www.terras.edu.ar/aula/cursos/3/biblio/GARCIA_ARETIO_Lorenzo-CAP_2_(fragmento)-Perspectiva_historica.pdf.>
19
• Utilización de los llamados juegos serios (serious games), que suelen describir sistemas de simulación o entrenamiento donde se pueden realizar acciones y ver los resultados que se producen.
Una cuestión importante reside en el análisis del proceso de aprendizaje que permita a los profesores obtener información del progreso de sus alumnos y actuar en consecuencia. De esta forma, el profesor podrá determinar, por ejemplo, qué alumnos necesitan reforzar los conceptos. Además, puesto que se incorporan actividades en grupo y sabemos que este tipo de aprendizaje es positivo a nivel educativo, es necesario también estudiar cómo se desarrollan estas actividades y cómo actúan los alumnos dentro de los grupos. Para llevar a cabo este análisis, se propone un mecanismo de monitorización basado en eventos que incorpora el contexto en el que ocurren dichos eventos. Además, para realizar también un análisis desde el punto de vista del grupo, se propone una clasificación de estos eventos en base al modelo de las 3 C's (Ellis, 1991), que permite realizar el análisis de forma separada para cada uno de estos aspectos, o de forma conjunta, reuniendo toda la información.
Este proceso de monitorización y análisis hace necesario mantener gran cantidad de información relativa a distintos aspectos, tanto educativos como lúdicos, por lo que la incorporación de un mecanismo para organizar dicha información es completamente necesaria. Para resolver esta cuestión, se ha propuesto un conjunto de modelos que definen los elementos que participan en el sistema y que permiten, por una parte, definir la representación interna de dichos elementos y, por otra, mantener la información actualizada de forma sencilla y eficiente. 8
1.8.2. VENTAJAS DE LOS VIDEOJUEGOS EN EL ÁMBITO EDUCATIVO
Aunque son diversos los autores que se han posicionado a favor de los videojuegos, nos parecer acertado comenzar este apartado destacando las siete características que, en opinión de Gifford (1991) 9 , hacen de los videojuegos un medio de aprendizaje atractivo y efectivo:
• Permiten el ejercicio de la fantasía, sin limitaciones espaciales, temporales o de gravedad.
• Facilitan el acceso a “otros mundos” y el intercambio de unos a otros a través de los gráficos, contrastando de manera evidente con las aulas, convencionales y estáticas.
• Favorecen la repetición instantánea y el intentarlo una y otra vez en un
8Padilla N., Metodología para el diseño de videojuegos educativos sobre una arquitectura para el análisis del aprendizaje colaborativo [En Línea] Departamento de lenguajes y sistemas informáticos, Universidad de Granada. Página 48-49. [Disponible en] <digibug.ugr.es/bitstream/10481/19440/1/20058287.pdf> 9Gifford, L.(1991). Videojuegos y educación. Congreso de Gifford. Senador Lord Gifford. Escocia.
20
ambiente sin peligro.
• Permiten el dominio de habilidades. Aunque sea difícil, los niños pueden repetir las acciones hasta llegar a dominarlas, adquiriendo sensación de control.
• Facilitan la interacción con otros amigos, además de una manera no jerárquica, al contrario de lo que ocurre en el aula.
• Hay una claridad de objetivos: Cuando el estudiante juega el videojuego es consciente que hay una meta clara y concreta, lo cual proporciona un alto nivel de motivación, que puede aplicar en su vida cotidiana.
• Favorece un aumento de la atención y del autocontrol, apoyando la noción de que, cambiando el entorno, se puede favorecer el éxito individual.
Además, el uso de videojuegos ofrece una buena oportunidad a los docentes de capturar la atención de sus alumnos, ya que los videojuegos son materiales con los que los alumnos suelen ser familiarizados. Por este motivo, el videojuego introducido en la escuela ya no es un programa para jugar, sino que tiene una intencionalidad educativa que les permite entrenar diferentes habilidades y estrategias, ayudar a dinamizar las relaciones entre los niños del grupo y analizar os valores y conductas a partir de la reflexión de los contenidos del juego (Morales, 2009) 10
Finalmente, para dar soporte a este conjunto de funcionalidades, se propone una arquitectura modular que permite gestionar los distintos aspectos involucrados en el VGSCL de forma efectiva. Así, la arquitectura PLAGER-VG está formada por cinco sub-sistemas que desempeñan funciones concretas. En particular, PLAGER-VG gestiona el proceso de diseño de los juegos (Sub-sistema de diseño), permite adaptar el proceso de juego y, por tanto, el proceso educativo, a las necesidades de los alumnos (Sub-sistema de personalización), facilita la gestión y creación de grupos (Sub-sistema de grupos), permite gestionar el juego de acuerdo a las restricciones particulares de cada alumno o grupo (Sub-sistema de juego) e incorpora un mecanismo de monitorización y análisis del proceso educativo (Sub-sistema de monitorización). 11
10Morales, E. El uso de los videojuegos como recurso de aprendizaje en educación primaria y Teoría de la Comunicación [En Línea] Universidad Complutense de Madrid. Página 1. [Disponible en] <https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/3719704.pdf> 11Padilla N., Metodología para el diseño de videojuegos educativos sobre una arquitectura para el análisis del aprendizaje colaborativo [En Línea] Departamento de lenguajes y sistemas informáticos, Universidad de Granada. Página 218. [Disponible en] <digibug.ugr.es/bitstream/10481/19440/1/20058287.pdf>
21
1.8.3. BIOTECNOLOGIA
La biotecnología se puede separar en dos términos los cuales son:
• BIO: La cual hace una referencia inmediata a cualquier organismo que
puede considerarse como vivo.
• TECNOLOGIA: Es el conjunto de procesos, habilidades y
conocimientos que permite el aprovechamiento práctico del
conocimiento científico12.
En donde la unión de estas dos definiciones o palabras puede traducirse en
los procesos que permiten un mejoramiento o saneamiento de productos con
células vivas viables por medio de procesos, que permiten la replicación,
separación y estudio de los diferentes aspectos de la salud; por otro lado; la
biotecnología Vegetal es la ciencia que estudia de manera concreta “la
aplicación de la ciencia y la tecnología a las plantas, sus partes, productos y
modelos con el fin de alterar materiales vivos o inertes para el desarrollo de
conocimientos, bienes y servicios”13.
Este tipo de estudios biotecnológicos en material vegetal conllevan a algunos
conceptos importantes los cuales están relacionados al uso de este tipo de
tecnologías, que van desde términos de agronomía básicos como lo pueden
ser siembra, semillas entre otros, hasta términos complicados de biotecnología
como in’vitro, genética en donde esta terminología conlleva a una
contextualización académica en donde premia el uso de ciencias exactas tales
como matemáticas, química orgánica e inorgánica, biología, agronomía entre
muchas otras ramas de la ciencias aplicadas y teóricas.
En este espacio del documento comenzaremos con los conceptos básicos
sobre el material vegetal:
⚫ PLANTA: Según el diccionario de la real academia española se define
“Un ser vivo autótrofo y fotosintético, cuyas células poseen una pared
compuesta principalmente de celulosa y carecen de capacidad
motora”14 ; es el objeto de estudio más común en la biotecnología
vegetal, en donde se aprovechan todas sus partes sin importar la
ubicación dentro del esquema general de la planta.
12 20 de octubre del 2016. Diccionario de la Lengua Española. Real Academia Española (RAE). [Disponible en] http://dle.rae.es/?id=ZJ2KRZZ. 1320 de octubre del 2016. Biovegen plataforma biotecnológica vegetal. [Disponible en] http://biovegen.org/es/page.cfm?id=19&title=que-es-la-biotecnologia-vegetal-y-su-importancia#.WBAj69ThBkg 14 20 de octubre del 2016. Diccionario de la Lengua Española. Real Academia Española. [Disponible en] (RAE). http://dle.rae.es/?id=TKGNG6k
22
El cual se compone de flor, fruto, yema, hoja, tallo y raíz en donde su
ubicación dentro de la planta se puede generalizar como se podrá
observar en la imagen 1.
Imagen 1: PARTES DE LA PLANTA15
⚫ FLOR: Se define en la agricultura, floricultura como “un pequeño tallo
especializado de las plantas en la reproducción”16 ; en donde cabe
aclarar que las flores al igual que las plantas tienen partes definidas las
cuales se pueden observar en la imagen 2.
Imagen 2: PARTES DE LA FLOR17
Por otro lado, las flores tienen una división de sexo la cual es mediante “su
corola, su cáliz y su ovario”18:
15 28 de octubre del 2016. Respuestas. Tips Respuestas para tus tareas. [Disponible en] http://respuestas.tips/cuales-son-las-partes-de-una-planta/ 1628 de octubre del 2016. EcuRed conocimientos con todos para todos. [Disponible en] https://www.ecured.cu/Flor 1728 de octubre del 2016. EcuRed conocimientos con todos para todos. [Disponible en]https://www.ecured.cu/Archivo:Partes_de_la_flor.jpeg 1829 de octubre del 2016. Morfología de las Plantas Vasculares. [Disponible en]http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema22/tema22-1perianto.htm
23
⚫ COROLA: Es el nombre que toman las flores con formación
morfológica, o lo que se conoce en el lenguaje común como pétalos y
es una de las formas de identificar las flores la cual es19:
• Gamopétalas: Si los pétalos están soldados total o
parcialmente.
• Dialipétalas: Si los pétalos no están unidos.
• Actinomorfas: Sus pétalos son similares bilateralmente.
• Cigomorfas o zigomorfas: Sus pétalos no son similares
bilateralmente.
⚫ CÁLIZ: Es la división proporcionada por sépalos que compones la parte
inicial de la flor la cual se hace de la siguiente manera20:
• Tubulosas: Es cuando el cáliz tiene forma de tubo.
• Bilabiadas: Es cuando el cáliz presenta protuberancias con
formas de labios generalmente uno de estos labios es más
grande y ancho que el otro.
• Vesiculosas: Es cuando el cáliz de las flores esta hinchado.
• Dialisépalas: Es cuando el cáliz está separado con toda
claridad.
• Gamosépalas: Es cuando el cáliz está unido total o
parcialmente.
⚫ OVARIO: Es la Parte de una flor la cual se encuentra en el fondo de la
flor, contiene semillas y posteriormente se convierten en la fruta que
comemos y la clasificación se hace de la siguiente manera21:
• Ovario Súpero: El ovario se encuentra en la parte superior del
resto de los elementos florales.
• Ovario Semiínfero: El ovario se encuentra rodeado del resto de
los elementos florales.
• Ovario Ínfero: El ovario se encuentra en la parte inferior del
resto de los elementos florales.
⚫ HOJA: Es la una de las partes más importantes y características de una planta
y se define como “Es el órgano aplanado mediante el cual la planta realiza las
19 29 de octubre del 2016. Botanical –online. [Disponible en] http://www.botanical-online.com/florestipos.htm 20 29 de octubre del 2016. Botanical –online. [Disponible en] http://www.botanical-online.com/flores1.htm. 21 29 de octubre del 2016. Botanical –online. [Disponible en] http://www.botanical-online.com/flores1.htm.
24
funciones de elaboración de sus alimentos, respiración y transpiración; las
hojas son, generalmente, aéreas, planas y verdes.”22; las hojas de una planta
tienen una subdivisión de órganos principales en funciones como la
fotosíntesis, respiración entre otras, dichos órganos se observarán en la
imagen 3.
Imagen 3: PARTES DE LA HOJA23
⚫ FRUTO: Es el órgano más importante para la reproducción y diseminación de las plantas y se define como “Es el órgano procedente de la flor, o de partes de ella, que contiene a las semillas hasta que estas maduran y luego contribuye a diseminarlas.”24; es la parte de cualquier planta conocida por el resto de habitantes de un ecosistema en donde se encuentren plantas fructíferas, al cumplir la función más importante de la plante está dividida en partes como se observara en la imagen 4; y en tipos de frutos; por otra parte las pantas se pueden reproducir de diferentes manera ya que no siempre la manera más óptima de reproducción es la semilla como se puede observar en la imagen 5, los órganos con más potencial para la reproducción de las plantas.
2211 de noviembre del 2016. Carolina Garden Revista digital de plantas y flores. [Disponible en] https://carolinagarden.wordpress.com/2009/07/29/la-planta-sus-partes-y-funciones-la-hoja-parte-1/. 2311 de noviembre del 2016. Carolina Garden Revista digital de plantas y flores. [Disponible en] https://lh5.googleusercontent.com/-g8Srx-67tcw/U1iNuIkByPI/AAAAAAAAyY0/r2DeuW2JSBs/w400-h514-no/parteshoja.JPG 24 11 de noviembre del 2016. EcuRed Conocimientos con todos para todos. [Disponible en] https://www.ecured.cu/Fruto
25
Imagen 4: PARTES DEL FRUTO25
Imagen 5: PARTES FERTILES DE LA PLANTA26
25 11 de noviembre del 2016. EcuRed Conocimientos con todos para todos. [Disponible en] <https://www.ecured.cu/Archivo:Fruto3.JPG> 26 28 de octubre del 2016. PQBiotecnología Por qué biotecnología programa educativo argentino. [Disponible en] <http://porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=35>
26
1.8.4. MARCO CONCEPTUAL
⚫ VIDEOJUEGO
Un videojuego es una aplicación interactiva la cual está orientada al
entretenimiento; utilizando ciertos mandos o controles, lo cual permite la
simulación de experiencias en una pantalla de televisor, una computadora u
otro dispositivo electrónico27.
⚫ EDUCACIÓN
El concepto de educación proviene del latín Educere, el que significa “sacar,
extraer”, o educare “formar, instruir”; pero más que un concepto, la educación
es una realidad social que implica la transformación de las culturas por medio
de la investigación y la indagación28.
⚫ INMERSIÓN
Proviene del latín “inmersionis” y alude a la acción por la cual algo o alguien,
se sumerge en un líquido o un cierto ambiente especifico real, simbólico o
virtual29.
⚫ SOFTWARE
Es el equipamiento o sistema lógico que posee un dispositivo tecnológico. El
mismo está compuesto por programa capaces de realizar tareas específicas y
a diferencia del hardware entendido como partes físicas, el software es la parte
lógica30.
27Definición.de, [En línea]. [Citado 01 de mayo del 2017]. Disponible en Internet: <http://definicion.de/videojuego/> 28Educación y Cultura. Universidad de la Salle. [En Línea]. [Citado 01 de mayo del 2017]. ]Disponible en Internet: <http://www.lasalle.edu.co/wps/wcm/connect/31a678f3-f456-4cb9-b794-52913064aeae/Educaci%C3%B3n+y+Cultura.pdf?MOD=AJPERES> 29Concepto de inmersión. [En Línea]. [citado el 01 de mayo del 2017]. [Disponible en] <http://deconceptos.com/general/inmersion> 30Concepto de software. [En Línea]. [Citado 01 de mayo del 2017]. [Disponible en] <http://concepto.de/software/>
27
⚫ SOFTWARE EDUCATIVO
El software educativo concierne a los programas informáticos de naturaleza
pedagógica, creados para diseñar, facilitar, complementar y/o evaluar un
proceso de enseñanza y aprendizaje31.
⚫ PRODUCCIÓN
Es cualquier tipo de actividad destinada a la fabricación, elaboración u
obtención de bienes y servicios32.
⚫ PROGRAMACIÓN DE VIDEOJUEGOS
En la programación de videojuegos se puede definir como el conjunto de
procesos que se hacen necesarios para llevar a cabo una idea que comienza
en el clásico, pero útil planteamiento en papel y lápiz, para pasar
posteriormente en la creación del diseño el videojuego para por último y no
menos importante la programación del videojuego33.
⚫ PROGRAMACIÓN DEL MOTOR
Son los encargados de implementar la base sobre la cual se sustenta el
videojuego. Comunicación con el sistema operativo, gestión de memoria,
gestión de cadenas, gestión de recursos entre otros, son necesarios grandes
conocimientos de la plataforma, algoritmia y complejidad, optimización y
gestión de bajo nivel34.
⚫ PROGRAMACIÓN GRÁFICA
Su misión el lidiar con los Apis gráficos como lo son Directx y OpenGL.
Conocimientos en dichas Apis y matemáticas sobre todo álgebra y
geometría35.
31Software educativo. [En Línea]. [Citado 01 de mayo del 2017]. Disponible en Internet: <https://www.significados.com/software/> 32Definición de producción. [En Línea]. [Citado 01 de mayo del 2017]. Disponible en Internet: <https://definicion.mx/produccion/> 33De Lucas Javier, Esparza Luis Angel. Introducción a la programación de un videojuego. Programación de videojuegos. [Consultado] 24 de abril el 2017. [Disponible en línea] http://platea.pntic.mec.es/jdelucas/programacionjuegos.htm 34 Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación del motor. GENBETA: dev. [Consultado] 25 de abril del 2017. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos 35 Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación gráfica. GENBETA: dev. [Consultado] 25 de abril del 2017. [Disponible en línea]
28
⚫ PROGRAMACIÓN DE FÍSICA
Se encarga de emular los comportamientos físicos del videojuego.
Conocimientos de matemáticas vectorial, física dinámica y mecánica36.
⚫ PROGRAMACIÓN DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Es la encargada de hacer los enemigos (o aliados) inteligentes. Conocimientos
en script, matemáticas y algoritmos de IA como pathfinding, máquinas de
estado finitos y redes neuronales37.
⚫ PROGRAMACIÓN DE REDES
Se encarga del parte multijugador, servidores y todo lo que sea conectar una
máquina con otra.
⚫ PROGRAMACIÓN DE GAMEPLAY
El equipo que se encarga de programar la lógica del juego, sus reglas.
Conocimientos en lenguajes de script y uso de partes desarrolladas por otros
equipos38.
1.8.4.1. HERRAMIENTA DE DESARROLLO
Las herramientas para el desarrollo de software educativo con énfasis en
inmersión de realidad y conocimiento, se utilizan herramientas de diseño y
programación en dos y tres dimensiones en donde hablaremos de dos
https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos 36 Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación de fisica. GENBETA: dev. [Consultado] 25 de abril del 2017. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos 37 Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación de la inteligencia artificial. GENBETA: dev. [Consultado] 25 de abril del 2017. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos 38Cómo empezar a programar videojuegos. [Consultado] 01 de mayo del 2017. Disponible en Internet: <https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos>
29
herramientas gratuitas y utilizadas en un gran porcentaje de proyectos
educativos las cuales son Unity3D y Blender39.
1.8.4.2. UNITY 3D
Plataforma creada en 2004 por David Helgason; Nicholas Francis y Joachim
dan un vuelco en la industria de los videojuegos con el fallo de ‘GooBall’; ya
que el video juego no tuvo éxito en el mercado, aunque generando
herramientas de desarrollo muy potentes que sirvieron como simiente del
desarrollo de una idea que el equipo de trabajo tenía en mente la cual es la
democratización del desarrollo de videojuegos; el cual consiste en la creación
de un motor de videojuegos que pueda ser utilizado por grandes y pequeñas
empresas por igual, con un entorno amigable para los programadores, artistas,
diseñadores y cualquier persona que desee utilizar dicho motor el cual pudiese
llegar a diferentes plataformas sin necesidad de programar la plataforma
específicamente.
En un principio el motor solo llego para la plataforma Mac con dos versiones
del software Indie y Profesional; en donde había una diferenciación de precios
en las licencias teniendo como diferencias pronunciadas el uso de funciones;
las funciones básicas del motor se conocían como la versión indie y su licencia
tenía un coste de 300 dólares; por otro lado, la versión que contenía todas las
funciones del motor se conocía como la versión profesional y su licencia tenía
un costo de 1000 dólares; en la imagen 6 se puede ver la funciones básicas
del menú principal de Unity 3D.
Imagen 6: PAGINA INICIO UNITY 3D40
39 Tutor, Manuales y tutoriales de programación de video juegos. [Consultado] 01 de mayo del 2017. [Disponible En] <http://www.formacionprofesional.info/manuales-y-tutoriales-de-programacion-de-videojuegos/> 40Candil Dani. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos; Conozcamos la historia de unity. Vida Extra. [Consultado] 01 de mayo del 2017. [Disponible en línea]
30
En 2008 unity aprovecha el lanzamiento del iphone lo cual desato un uso
descontrolado por su compatibilidad con la nueva plataforma; en 2009 la
versión licenciada Indie desaparece para convertirse en una versión gratuita;
como se puede observar en la imagen 7 el lanzamiento final del desarrollo en
unity para la plataforma de iphone.
Imagen 7: PLATAFORMA DE DESARROLLO UNITY 3D41
Con la noticia de la creación de una versión gratuita los desarrolladores
independientes abrazaron la idea convirtiendo a unity como uno de los
motores más utilizados en la industria del videojuego; en la versión 4.0 se da
un salto de calidad que deja ver los acuerdos que tuvo la empresa con
empresas desarrolladoras de videojuegos como lo son Sony, Microsoft y
Nintendo; por último las siguientes versiones tienen compatibilidad con
plataformas como (PC, Mac, Linux, iOS, Android, BlackBerry, PlayStation,
Xbox, Wii, Wii U, Web entre otras).42
Es una de las herramientas más potentes en el desarrollo de videojuegos; esta
plataforma permite la creación de videojuegos multiplataforma las cuales
incluyen consolas (PlayStation, Wii y Xbox), plataformas de computadora
offline (Mac, Linux y Windows) y para plataformas online sin importar el
dispositivo (navegador, tabletas, celulares)43.
Por otro lado, es plataforma permite la creación de experiencias en2D y 3D,
en donde es un lenguaje basado en java script, el cual implementa conceptos
https://www.vidaextra.com/industria/unity-el-motor-de-desarrollo-capaz-de-partir-la-historia-de-los-videojuegos-en-dos 41 Dani Candil. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos. Vida Extra [Disponible en] https://i.blogs.es/487606/unity-black/1366_2000.jpg 42 Dani Candil. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos. Vida Extra [Disponible en] https://i.blogs.es/14e1ef/unity-trans/1366_2000.jpg 43 Mocholí. Desarrollo de juegos con Unity 3D ¿Cómo funciona esta herramienta? Yeeply, [Disponible en] https://www.yeeply.com/blog/desarrollo-de-juegos-con-unity-3d/
31
reales como físicas de los objetos, animación, renderización, realidad virtual
entre otros.44
1.8.4.3. BLENDER
En 1988 el co-fundador de la empresa NeoGeo Ton Roosendaal una de las
casas de animación más importantes de Europa, Ton era el mayor
responsable de en diseño y desarrollo de software; tiempo después Ton decide
que es necesario rescribir totalmente el software 3D; en 1995 comienza la
rescritura del software en lo que se llama hoy en día como Blender.
En 1998 Ton crea una empresa llamada Not a Number (NaN) para el futuro
del mercadeo y desarrollo de Blender; en 2000 la compañía asegura su
crecimiento gracias inversiones de varias compañías con el objetivo de crear
una versión gratis para la creación de contenido en 3D en 2002 la empresa
tiene un altercado que para todas las actividades de NaN afectando
directamente las actividades de Blender; en este mismo año gracias a los
usuarios y clientes de este software apoyaron que este software de 3D no
desapareciera del mercado impulsaron a Ton Roosendaal a crear una
fundación sin ánimo de lucro llamada(Blender Foundation), en 2005 se
comienza el proyecto “Project Orange” que dio como resultado el open Movie,
en 2007 se crea el “Blender Institute”45.
Es un software libre (Open Source) el cual permite la creación modelado en la
Virtualizaciónde los objetos reales, es un software con énfasis de realización
completa de un proyecto visual o videojuego sin importar el contexto a utilizar,
este generador de código está basado en Python, y tiene como referencia e
implementación algunos conceptos como; editor, interfaces, modelado,
esculpido, físicas, animación, renderización entre otros.
Algunas ventajas de este software libre es que existe una gran comunidad que
está en la disposición de solucionar las dudas que cualquier usuario tenga en
cualquier momento del día, ya que es su página principal existen grandes
cantidades de información generada por otros usuarios; por medio de listas de
44Unity, Documentacion, Manual de unity, [Disponible En] <https://docs.unity3d.com/es/current/Manual/index.html>
458 de septiembre de 2010. David Velásquez. Historia de Blender. Plastilina digital. [Disponible en] <http://www.plastilinadigital.com/2010/09/la-historia-de-blender/>
32
funcionalidades y documentación, incluyendo el repositorio CVS y foros de
discusión propiciados por la misma blender foundation.
Este software maneja un entorno en 3D con el cual se pueden modificar las
vistas y perspectivas del modelado realizado; este software permite la
renderización, animación de manera sencilla e intuitiva para cualquier usuario
sin necesidad de tener relación con conocimientos en programación en la
imagen 8 y 9 se pueden evidenciar los menús y resultados más reconocidos
dentro el software de desarrollo grafico BLENDER.
Imagen 8: ELEMENTOS 3D BLENDER46
Imagen 9: BOTONES DE EDICIÓN47
46Roosendal Ton, Selleri Stefano. Blender 2.3 Guia la suit abierta de creación 3D. Su primera animación en 30m minutos; construyendo el cuerpo; p, 35. [Consultado] 01 de mayo del 2017. [Disponible en] <http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf> 47 Roosendal Ton, Selleri Stefano. Blender 2.3 Guia la suit abierta de creación 3D. Navegando en el entorno 3D; p, 23. [Consultado] 01 de mayo del 2017. [Disponible en] <http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf>
33
Las imágenes anteriores son las funciones más representativas de este
software y en donde se puede ver su principal función la cual es el desarrollo
de proyectos den 3 dimensiones; en donde estas funciones son el eje central
del blender fountation; aparte de ser un software libre el cual permite la
generación, producción y distribución de manera libre en donde cualquiera
puede acceder a dicha información sin restricción alguna48.
1.8.5. METODOLOGÍA DE DESARROLLO
La metodología SUM para videojuegos tiene como objetivo desarrollar videojuegos de calidad en tiempo y costo, así como la mejora continua del proceso para incrementar su eficacia y eficiencia. Pretende obtener resultados predecibles, administrar eficientemente los recursos y riesgos del proyecto, y lograr una alta productividad del equipo de desarrollo. SUM fue concebida para que se adapte a equipos multidisciplinarios pequeños (de tres a siete integrantes que trabajan en un mismo lugar físico o estén distribuidos), y para proyectos cortos (menores a un año de duración) con alto grado de participación del cliente. La definición de la metodología se basa en el Software and SystemsProcessEngineeringMetamodelSpecification (SPEM) 2.0, un meta-modelo para describir procesos y metodología desarrollado por el Object Management Group (OMG). Una ventaja de utilizar SPEM es que suestructura permite especificar el proceso de desarrollo de videojuegos sin mencionar prácticas específicas, lo que lo hace flexible y adaptable a cada realidad. Para especificar la metodología se utiliza Eclipse Process Framework (EPF) ya que provee un marco de trabajo extensible basado en los conceptos de SPEM 2.0 para definir y manejar procesos de desarrollo de software. SUM adapta para videojuegos la estructura y roles de Scrumdescritas por Ken Schwaber. Se utiliza esta metodología ya que brinda flexibilidad para definir el ciclo de vida y puede ser combinado fácilmente con otras metodologías para adaptarse a distintas realidades.
⚫ Roles La metodología define cuatro roles: equipo de desarrollo, productor interno, cliente y verificador beta. El productor interno y el cliente se corresponden en forma directa con los roles de Scrum Master y ProductOwner de Scrum respectivamente. El equipo de desarrollo tiene las características del Scrumteam, pero a diferencia de Scrum sedefinen subroles dentro del equipo. Estos se corresponden con los que se utilizan habitualmente en la industria local y son los de programador, artista gráfico,artistasonoro y diseñador de juego. Es
4818 de septiembre de 2009. Ton Roossendaal; Selleri Stefano. El Oficial BLENDER 2.3 GUIA La Suit Abierta De Creación 3D en español. [Disponible En] <http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf.>
34
necesaria esta definición ya que se requiere una alta especialización para satisfacer las distintas disciplinas que involucra del desarrollo de videojuegos, aspecto no contemplado en Scrum. El rol de verificador beta no está presente en Scrum, pero si se detecta su existencia en el relevamiento de la realidad local y en la industria del videojuego en general. Su responsabilidad es la de realizar la verificación funcional del videojuego y comunicar su resultado.
⚫ Ciclo de Vida El ciclo de vida se divide en fases iterativas e incrementales que se ejecutan en forma secuencial con excepción de la fase de gestión de riesgos que se realiza durante todo el proyecto. Las cinco fases secuenciales son: concepto, planificación, elaboración, beta y cierre. Las fases de concepto, planificación y cierre se realizan en una ´única iteración, mientras que elaboración y beta constan de múltiples iteraciones. Las fases surgen como adaptación al desarrollode videojuegos de las fases pre-game, game y post-game que presenta Scrum, donde las dos primeras coinciden con las fases de planificación y elaboración, mientras que la tercera se corresponde con las fases de beta y cierre. Esta división se realiza ya que la fase beta tiene características especiales en la industria de videojuegos. La fase de concepto no se corresponde con ninguna etapa de Scrum y se agrega ya que cubre necesidades específicas para el desarrollo de videojuegos y se identifica su uso en la realidad local y en la industria mundial.
Los objetivos principales de cada fase son los siguientes:
⚫ Concepto:
Tiene como objetivo principal definir el concepto del videojuego lo que implica definir aspectos de negocio (público objetivo, modelo de negocio), de elementos de juego (principales características, gameplay, personajes e historia entre otros) y técnicos (lenguajes y herramientas para el Metodología para desarrollo de videojuegos. Fases del proceso desarrollo). El concepto del videojuego se construye a partir de ideas y propuestas de cada rol involucrado sobre los aspectos a definir. Las propuestas se refinan a través de reuniones y se analiza su factibilidad con pruebas de concepto. Esta fase finaliza cuando se tiene el concepto validado entre todas las partes involucradas.
⚫ Planificación:
La fase tiene como objetivo principal planificar las restantes fases del proyecto. Para ello es necesario definir el cronograma del proyecto
junto con sus principales hitos, conformar el equipo para la fase de elaboración de acuerdo a las necesidades técnicas del proyecto, determinar y tercer izar las tareas que el equipo no pueda cumplir,
35
definir el presupuesto y especificar las características. Esto último consiste en describir, estimar y priorizar cada una de las características funcionales y no funcionales que definen el videojuego. Una característica funcional representa una funcionalidad del videojuego desde el punto de vista del usuario final, mientras que, una característica no funcional representa una propiedad o cualidad que el videojuego debe presentar. La planificación que se obtiene en esta fase es flexible ya que en cada iteración de la fase de elaboración se puede modificar para adaptarse a los cambios y reflejar la situación actual del proyecto.
⚫ Elaboración: El objetivo de esta fase es implementar el videojuego. Para ello se trabaja en forma iterativa e incremental para lograr una versión ejecutable del videojuego al finalizar cada iteración. Estas se dividen en tres etapas:
• Primera se planifican los objetivos a cumplir, las métricas a utilizar en el seguimiento, las características a implementar y las tareas necesarias para ello.
• Segunda se desarrollan las características planificadas a través de la ejecución de las tareas que la componen. Al mismo tiempo se realiza el seguimiento para mantener la visión y el control de la iteración en base a los objetivos planteados.
• Tercera última implica la evaluación del estado del videojuego y de lo ocurrido en el transcurso de la iteración para actualizar el plan de proyecto respecto a la situación actual. Con esta forma de trabajo se puede evaluar el avance del proyecto, lo cual permite realizar cambios a tiempo y tomar decisiones para cumplir con los plazos planificados.
Además, la experiencia adquirida permite mejorar la forma de trabajo en cada iteración y aumentar la productividad.
⚫ Beta:
La fase tiene como objetivos evaluar y ajustar distintos aspectos del videojuego como por ejemplo gameplay, diversión, curva de aprendizaje y curva de dificultad, además de eliminarla mayor cantidad de errores detectados. Se trabaja en forma iterativa liberando distintas versiones del videojuego para verificar. Para ello primero se distribuye la versión beta del videojuego a verificar y se determinan los aspectos a evaluar. Mientras esta se verifica, se envían reportes con los errores o evaluaciones realizadas. Estos reportes son analizados para ver la necesidad de realizar ajustes al videojuego. Sepuede optar por liberar una nueva versión del videojuego para verificar una vez que se realizan
36
los ajustes. El ciclo termina cuando se alcanza el criterio de finalización establecido en el plan del proyecto.
⚫ Cierre: Esta fase tiene como objetivos entregar la versión final del videojuego al cliente según las formas establecidas y evaluar el desarrollo del proyecto. Para la evaluación se estudian los problemas ocurridos, los éxitos conseguidos, las soluciones halladas, el cumplimiento de objetivos y la certeza de las estimaciones. Con las conclusiones extraídas se registran las lecciones aprendidas y se plantean mejoras a la metodología.
⚫ Gestión de riesgos: Esta fase se realiza durante todo el proyecto con el objetivo de minimizar la ocurrencia y el impacto de problemas. Esto se debe a que distintos riesgos pueden ocurrir en cualquiera de las fases, por lo cual siempre debe existir un seguimiento de los mismos. Para cada uno de los riesgos que se identifican se debe establecer la probabilidad y el impacto de ocurrencia, mecanismos de monitoreo, estrategia de mitigación y plan de contingencia.49
49Trillos, J. APLICACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICO UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO Barranquilla,
academia edu. [Consultado: 10 Julio 2017] [Disponible en]
<http://www.academia.edu/17384177/APLICACION_DEL_METODO_CIENTIFICO>
37
1.9. FACTIBILIDAD
1.9.1. FACTIBILIDAD OPERATIVA
Para el desarrollo del proyecto estipulado anteriormente es necesario contar
con el siguiente recurso humano, como se puede ver en la tabla 1.
PERSONAL OPERATIVO REQUISITOS
Conocimientos
➢ Conocimientos en lenguaje de programación de
eventos mediante JavaScript.
➢ Conocimientos en los lenguajes de programación grafica unity3D y Blender.
➢ Conocimientos en el lenguaje de programación
Python; este puede ser utilizado para la gestión de programación lineal, matemática, física, geométrica entre otros .
➢ Conocimientos en el manejo y desarrollo sobre software libre para la creación de proyectos en tres dimensiones.
➢ Conocimientos en la creación maquetación de personajes, objetos y lugares en realidad virtual.
Habilidades
➢ Trabajo en equipo.
➢ Buena comunicación.
➢ Capacidad para el aprendizaje eficiente.
Tutor del Proyecto
➢ Asesora y realiza un acompañamiento de manera
integral al grupo de desarrolladores para una correcta incorporación de las competencias de innovación y la integración en los procesos de investigación respectivos.
Tabla 1: FACTIBILIDAD DE RECURSOS HUMANOS
De lo expuesto anteriormente se puede concluir que el proyecto es factible
operativamente ya que se cuenta con el personal idóneo para el desarrollo
correcto del proyecto.
38
1.9.2. FACTIBILIDAD LEGAL
⚫ Para los efectos legales de un registro de derechos de autor y propiedad
intelectual de la producción de software se debe realizar una solicitud de
registro de soporte lógico (software) ante la Dirección Nacional de
Derechos de Autor, luego de realizar la correspondiente solicitud aprobará
o no el registro de autoría de software, quedando en constancia del
procedimiento ante la entidad competente del país, de acuerdo al decreto
1360 de 1989, “por el cual se reglamenta la inscripción del soporte lógico
(software en el Registro Nacional de Derecho de Autor).
⚫ Según la legislación colombiana se debe garantizar la protección y
privacidad de la información suministrada en un sistema informático según
se dicta en la ley de protección de la información y de los datos expresada
legalmente registrada como Ley N° 1273 del 5 de enero de 2009.
⚫ Para las pruebas de campos se tendrá en cuenta que se realizaran en una
institución educativa distrital con lo que se contara con el respectivo
permiso escrito en la institución firmado y autorizado por las directivas de
dicha institución educativa.
⚫ En cuanto a las licencias de software que se utilizara en el desarrollo el
proyecto no se ha evidenciado ningún problema legal ya que estas
herramientas son libres (BLENDER y UNITY3D).
⚫ De ser necesario el sistema operativo Windows se cuenta con las
respectivas licencias de funcionamiento.
De acuerdo con lo expuesto anteriormente se puede concluir que el proyecto
no tiene ningún inconveniente legal para el desarrollo del proyecto.
1.9.3. FACTIBILIDAD TÉCNICA
En este caso se ha hecho un estudio de los requisitos necesarios para el
desarrollo satisfactorio del proyecto nombrado con anterioridad, como se
puede ver en la tabla 2.
REQUISITOS RECURSO
Sistema operativo de desarrollo y ejecución.
⚫ Windows 7 profesional licenciado. ⚫ Ubuntu 16.04 open source con el
complemento vine para la ejecución y pruebas de desarrollo.
Tabla 2: FACTIBILIDAD TÉCNICA
39
RESPECTO AL SOFTWARE:
⚫ UNITY3D
⚫ BLENDER
⚫ JAVASCRIPT
⚫ PHYTON
De lo anterior se concluye que el proyecto es viable ya que todos los elementos
de software y hardware están disponibles y son adquiribles de manera sencilla.
1.9.4. FACTIBILIDAD ECONÓMICA
A continuación, se presentan los recursos económicos necesarios para la
elaboración del proyecto, como se puede ver en la tabla 3, 4, 5 y 6.
Software Requerido Proveedor Costo
C # Software libre Gratuito
BLENDER Software libre Gratuito
UNITY3D Software libre Gratuito Tabla 3: SOFTWARE REQUERIDO
Hardware Requerido
Costo unitario Cantidad Totales
Ordenadores necesarios
$ 1400000 2 $ 2800000
Total $ 2800000
Tabla 4: HARDWARE REQURIDO
Personal Funciones Valor Hora Cantidad Horas
Costo
Desarrolladores Implementar la solución tecnológica
$ 10000 768 $ 7680000
Tutorías Asesorías del proyecto frente a la metodología
$ 30000 16 $ 480000
Total $ 8160000 Tabla 5: COSTO DE PERSONAL
40
Recurso Valor
Total, Recursos Humanos $ 8.160.000
Total, Recursos Técnicos $ 2.800.000
Total, otros recursos $ 50.000
Costos Imprevistos (10%) $ 8.445.000
Total $ 19.445.000 Tabla 6: TOTAL PROYECTO
De lo anterior se puede concluir que el proyecto es factible ya que sus costos
no son demasiado altos y es posible asumirlos.
41
1.9.5. CRONOGRAMA
El cronograma nos deja ver cuál es el tiempo destinado al desarrollo del
proyecto; el cual consta de 4 meses esperados para el desarrollo del mismo;
este cronograma es realizado para el año 2017 comenzando del 1 de agosto
del 2017 hasta el 30 de noviembre del 2017.
Figura 1: CRONOGRAMA ACTIVIDAD
42
2. ANÁLISIS
2.1. ANÁLISIS REQUERIMIENTO DEL SISTEMA, HIRTORIAS DE
USUARIOS
Esta es la planificación de los ciclos que se realizaron en la planificación al
inicio el proyecto, tras hacer un estudio de la descripción de la oportunidad
para mejorar el proceso que se lleva actualmente para la enseñanza de las
practicas elementales dentro de un laboratorio de biotecnología. Para lo cual
se realizo una serie de preguntas a los posibles usuarios que podrían estar
interesados en obtener el software de simulación la cual permite realizar una
simulación en tres dimensiones de las posibles actividades llevadas a cabo en
un laboratorio de biotecnología vegetal. La prueba que se realizó queda
definida por ocho preguntas de selección múltiple y se encuentra adjunto en
los anexos del documento. Posteriormente se realiza el análisis para
determinar los ciclos que dieron paso a la planificación inicial para la
construcción de un simulador en tres dimensiones para la practica libre de los
procesos básicos de un laboratorio de biotecnología vegetal, esta planeación
inicial fue cambiada al largo de la construcción del software. Algunos ciclos
fueron cambiados o desechados en el transcurso del proyecto, y a medida que
cambiaban los requisitos de este, se obtenía una concepción más clara de los
objetivos del proyecto.
A continuación, se presenta una tabla con los ciclos, una descripción detallada
de los ciclos se encuentra adjunta en los anexos:
Ciclos De Desarrollo
Programador responsable: Juan Felipe Gama Medina
Numero Ciclo
Nombre Ciclo
Descripción prioridad riesgo iteracion
1 Seleccion de componentes para el simulador.
Se realiza una evaluacion para la selección de los componentes que se utilizaran para su Virtualización en 3D.
2 Descarga y configuracion softaware a utilizar.
Se descarga y configuran los software escogidos para el desarrollo del proyecto, posteriormente se configura para un rendimiento correcto.
43
3 Desarrollo Virtualizaciónobjetos.
Construccion virtual en tres dimensiones de los objetos seleccionados para el software, mediante la herramienta Blender.
4 Selección, adición materiales y texturas.
Se seleccionas y adicionan los materiales y texturas que se consideran como optimos para la Virtualización fiel de los objetos previamente vitualizados.
5 Desarrollo Animacion objetos virtualizados.
Animacion de los objetos previamente virtualizados para sus funciones básicas.
6 Selección plano para Virtualización lugar.
Se realiza una investigacion y selección de los planos a seguir para la Virtualizaciónen tres dimensiones del laboratorio, siguiendo las especificaciones técnicas de bioseguridad.
7 Virtualizacióndel laboratorio.
Se realiza una Virtualización del ambiente de trabajo "laboratorio" siguiendo los estandares de bioseguridad para este tipo de practicas, dicha Virtualización se hace con la herramienta blender.
8 Asignacion texturas y meteriales laboratorio
Se asignan los materiales y texturas optimos para el laboratorio virtual
9 Importacion objetos virtualizados
Se exportan e importan los objetos generados en Blender hacia el software Unity, para comenzar con el desarrollo logico del software.
10 Generacion Scripts. se generan Script para el funcionamiento correcto y controlado de las animaciones de los objetos virtualizados anteriormente.
11 Desarrollo escenas. Se desarrollan las escenas para los diferentes tipos de practica dentro del laboratorio virtual.
12 Desarrollo menús. Se desarrollan los menús con los que interactuara el usuario final.
Tabla 7: CICLOS DE DESARROLLO
44
2.2. PLAN DE ENTREGA Plan De Entrega
Primera Semana de Agosto, 01/08/2018
01/08/2018 - 08/08/2018 Analisis de los ciclos para el software
09/08/2018 - 16/08/2018 Seleccion objetos a virtualizar
Miercoles 15 Retroalimentación
Segunda Semana de Agosto, 16/08/2018
16/08/2018 - 23/08/2018 Descarga y configuracion software
23/08/2018 - 30/08/2018 Virtualización objetos.
Miercoles 29 Retroalimentación
Tercera Semana de Agosto, 31/08/2018
31/08/2018 - 07/09/2018 Virtualización objetos.
08/09/2018 - 15/09/2018 Virtualización objetos-
Miércoles 14 Retroalimentación
Primer Semana de Mayo, 03/05/2019
03/05/2019 - 10/05/2019 Animaciones básicas
11/05/2019 - 18/05/2019 Animaciones básicas
Segunda Semana de Mayo,19/05/2019
19/05/2019 - 26/05/2019 Animaciones básicas
27/05/2019 - 02/06/2019 Virtualización laboratorio
Primer Semana de Junio 2019, 03/05/2019
03/06/2019 - 10/06/2019 Virtualización laboratorio
Primer Semana de Julio 2019, 21/07/2019
21/07/2019 - 28/07/2019 Importacion objetos entre software
28/07/2019 - 04/08/2019 Desarrollo scripts control animaciones
Primer Semana De Agosto 2019, 05/08/2019
5/08/2019 - 11/08/2019 Desarrollo Modulos de escenas Tabla 8: Plan De Entrega
45
2.3. DURACION DEL PROYECTO
En el siguiente cuadro se muestra el trabajo realizado por cada iteración, así
como la cantidad de tareas realizadas y el tiempo gastado en cada una de
ellas.
x Iteracio
n 1 Iteracio
n 2 Iteracio
n 3 Iteracio
n 4 Iteracio
n 5 Iteracio
n 6 Iteracio
n 7 Iteracio
n 8 Total
Horas 112 112 112 80 112 80 80 168 856
Semana 2 2 2 2 2 2 2 2 16
Ciclo 2 2 1 1 2 1 2 1 12
Numero tareas 3 5 10 10 5 4 15 25 77
Tabla 9: DURACIÓN DEL PROYECTO
46
2.4. DIAGRAMA DE FUNCIONES
Imagen 10: DIAGRAMA DE FUNCIONES
47
2.5. DIAGRAMA DE FLUJO
Imagen 11: DIAGRAMA DE FLUJO
48
3. DISEÑO 3.1. DISEÑO EVENTOS
Imagen 12: DISEÑO EVENTOS
49
EVENTO LIMPIEZA
Este evento se encarga de controlar de manera correcta la carga de los
materiales, texturas de los objetos a utilizar en esta escena; ejecutar de
manera controlada las animaciones por medio de scripts los diferentes objetos
virtuales a utilizar para esta práctica, la cual involucra elementos como el
autoclave, lavado, materiales de vidrio principalmente, de la misma manera
permite el uso controlado del acomodado de los objetos en las estanterías
correspondientes mediante el uso de scripts de lógica.
EVENTO PREPARACIÓN
Este evento se encarga de controlar de manera correcta la carga de los
materiales, texturas de los objetos a utilizar en esta escena; ejecutar de
manera controlada las animaciones por medio de scripts los diferentes objetos
virtuales a utilizar para esta práctica, la cual involucra elementos como el
medidor PH, balanza analítica, balanza de brazo, mezclador, autoclave y
materiales de vidrio, de la misma manera permite el uso el uso de scripts para
el control de las físicas en esta escena específicamente.
EVENTO SIEMBRA
Este evento se encarga de controlar de manera correcta la carga de los
materiales, texturas de los objetos a utilizar en esta escena; ejecutar de
manera controlada las animaciones por medio de scripts los diferentes objetos
virtuales a utilizar para esta práctica, la cual involucra elementos como el
cámara de flujo laminar, caja de Petri, bisturí, jeringa/aguja, material vegetal y
materiales de vidrio principalmente frascos de siembra, de la misma manera
permite el uso script para el control de factores ambientales como la luz, el
viento y de factores humanos como la firmeza de la mano.
50
3.2. DISEÑO PROCEDIMENTAL
Imagen 13: DISEÑO PROCEDIMENTAL
51
3.3. DISEÑO INTERFAZ GRAFICA
La construcción de la interfaz gráfica de usuario se realizado mediante el
software grafico UNITY y lenguajes de programación como C#, utilizando un
ejecutable generado por UNITY, se realiza un bosquejo de cómo debería lucir
la interfaz gráfica del usuario.
➢ Página inicio
Imagen 14: INTERFAZ INICIO
➢ Menú de inicio
Imagen 15: MENÚ INICIO
52
➢ Diseño laboratorio
Para el diseño del laboratorio se utilizaron planos, de las
especificaciones dadas por las normas de bioseguridad para
laboratorios de tipo 2, dadas por minsalud, para el caso de Colombia,
en donde únicamente se toma el área de trabajo, obviando el área
administrativa.
Imagen 16: PLANO LABORATORIO
53
Obteniendo el resultado de virtualización.
Imagen 17: LABORATORIO VIRTUALIZADO
54
4. DESARROLLO
4.1. PROCESO DESARROLLO Dentro del proceso de desarrollo para el simulador de laboratorio para
prácticas de biotecnología de material vegetal se destacan una serie de
grandes segmentos para la Virtualizaciónde objetos, animación, texturización,
implementación de script de control animaciones entre otros procesos.
En la primer parte del proceso se realizan la selección y posterior
Virtualizaciónde los elementos para el funcionamiento correcto del simulador,
los cuales se verán a continuación.
Item Objetos Material
1 Vasos precipitado Vidrio
2 Frasco Erlenmeyer Vidrio
3 Caja Petri Vidrio
4 Tubo ensayo Vidrio
5 Botellas cultivo Vidrio
6 Botellas reactivos y soluciones madre
Vidrio
7 Pipetas graduadas Vidrio
8 Probetas graduadas Vidrio
9 Matraz volumetrico Vidrio
10 Matraz aforado Vidrio
11 Vasijas de vidrio Vidrio
12 Frasco de cultivo Vidrio
13 Jeringa Plastico
14 Llenador pipetas Plastico
15 Peras Plastico
16 Cuchillas Metal
17 Mango bisturi Metal
18 Aguja Metal
19 Tijeras Metal
20 Pinzas Metal
21 Estanterias Metal/Madera
22 Autoclave Maquina
23 Balanza analitica Maquina
24 Balanza brazo Maquina
55
25 Camara flujo de aire Maquina
26 Congelador Maquina
27 Medidor PH Maquina
28 Destilador Maquina
19 Revolvedor Maquina Tabla 10: MATERIALES VIRTUALIZADOS
4.2. PROCESO DE VIRTUALIZACIÓNOBJETOS
➢ Modelado
En este proceso de Virtualizaciónse utiliza el software Blender en su versión
2.79.2, le cual nos permite la creación de objetos en tres dimensiones, agrega
materiales, texturas y animaciones a dichos objetos.
Imagen 18: INTERFAZ BLENDER
La primera tarea que se realizo fue el modelamiento de los objetos los cuales
empiezan en base de una figura de tres dimensiones básica como lo puede
ser un cubo, un cilindro entre otras, obteniendo resultados tales como se
observa a continuación.
56
Imagen 19: OBJETO MODELADO
Los problemas encontrados en este tipo de modelamientos se deben al
número de polígonos generados ya que entre mayor número de polígonos se
ve afectado directamente el procesador grafico de la máquina, por ende, se
debe tener un control mínimo de los polígonos.
➢ Adición material y texturizado
En este proceso es necesario conocer que la herramienta Blender
proporciona los materiales básicos dentro de su selección estándar no
obstante los materiales pueden ser agregados de manera externa; para el
caso de las texturas se deben agregar de manera externa las cuales pueden
ser texturas creadas pro el desarrollador o descargadas desde cualquier
repositorio pago o de opensource en donde se puedan encontrar dichas
texturas, al agregar los materiales y texturas se obtienen resultados tales
como.
57
Imagen 20: IMAGEN TEXTURA Y MATERIAL
➢ Animación
Las animaciones generadas por la herramienta Blender se generan a partir
del guardado de posición, rotación y escalado guardados en línea de tiempo
la cual se evidencia en la siguiente imagen.
Imagen 21: ANIMACIÓN BLENDER
58
4.3. PROCESO VIRTUALIZACIÓNLABORATORIO
Para la Virtualizacióndel laboratorio se utilizó un componente externo de Unity
llamado SweetHome en donde a partir de los planos se obtiene de una manera
similar al Blender el modelo en tres dimensiones de un espacio físico.
4.4. PROCESO EXPORTACIÓN OBJETOS
Para este proceso se hace uso de la herramienta Unity en su versión
2019.1.13.f1; en donde se exportan los objetos y animaciones creados en
otras herramientas como Blender en la opción de menú importar en donde se
toman los recursos creados desde la herramienta externa.
Imagen 22: IMPORTACION OBJETOS
59
Imagen 23: IMPORTACION PAQUETE HERRAMIENTAS EXTERNAS UNITY
Al realizar esta actividad se podrán utilizar los modelos generados en Blender
obteniendo GameObject de estos.
Imagen 24: GAMEOBJECTS EXPORTADOS
60
Al hace uso de estos game objects se pueden utilizar y visualizar dentro del
plano deseado obteniendo resultados como pueden ser.
Imagen 25: RESULTADOS GAMEOBJECT1
Imagen 26: RESULTADOS GAMEOBJECT2
61
Imagen 27: RESULTADO GAMEOBJECT3
4.5. PROCESO GENERACIÓN SCRIPTS CONTROL ANIMACIONES
El manejo de eventos y animaciones se desarrolla mediante el uso de scripts
los cuales se realizan en el lenguaje de programación C# el cual es el
lenguaje de programación por defecto de la herramienta UNITY, el cual se
crea sobre las carpetas raíz del desarrollo.
Imagen 28:CREACIÓN SCRIPTS
62
El entorno de desarrollo permite la creación de script de manera intuitiva en
donde se puede llevar a cabo tareas lógicas sencillas y control de eventos de
simulación física.
Imagen 29: HERRAMIENTA DESARROLLO C#
De esta manera se obtienen eventos controlados para las animaciones
individuales o en conjunto.
63
5. PRUEBAS 5.1. PRUEBAS UNITARIAS
Estas pruebas se realizaron mediante a través del software UNITY, de manera
visual en donde se observa el progreso de las animaciones, y eventos con el
uso de teclas específicas como la letra E.
Imagen 30: PRUEBAS UNITARIAS ANIMACIONES Y EVENTOS
64
6.CONCLUSIONES
1) Los softwares de simulación se utilizan hoy en día para la enseñanza
de diferentes temas como lo son arquitectura, ciencias naturales los
cuales permiten la visualización de edificios inexistentes como los
templos griegos o el uso de objetos complicados como los pueden ser
aceleradores de partículas, esto permite la adquisición de conocimiento
que se tiene fuera del alcance monetario en la mayoría de los casos.
2) El incremento de este tipo de softwares permite la obtención de
conocimiento variado al alcance de cualquier persona con conexión a
internet acceso a un computador, dicho conocimiento puede ser de
utilidad en el proceso de aprendizaje individual los cuales permiten el
uso de herramientas y lugares específicos, en donde esto no implica
una solución definitiva ya que la practica real mejora de manera real las
capacidades y aptitudes necesarias para desempeñar de manera
correcta los conocimientos adquiridos.
3) La construcción de los objetos se lleva acabo pensando en una
simulación lo más real posible para que la experiencia del usuario se
sienta familiar a sus actividades académicas diarias, así que la
herramienta de Virtualizacióndebe proveer un rendimiento estable en
velocidad de renderizado, manejo de la gama de herramientas de
desarrollo visual existentes en el mercado se optó por el uso de
herramientas OpenSource las cuales generan la principal ventaja del
bajo costo de desarrollo, otras de las ventajas obtenidas de este tipo de
softwares es la optimización para la computadoras de gama baja y
media, los cuales tienen un soporte de herramienta muy robusto ya que
son herramientas utilizadas a nivel comercial.
4) La combinación de softwares de desarrollo visual permite una
optimización más alta al usar herramientas especializadas para cada
ciclo de desarrollo permite obtener las mejores características de cada
herramienta para el manejo de experiencia de usuario alta y amigable
con las computadoras de gama baja.
65
6. RECOMENDACIONES
1) Al momento de trabajar con herramientas de programación grafica se
debe tener en cuenta varios criterios de programación, ubicación
espacial y artes plásticas. Puesto que para la realización de una
simulación real de cualquier objeto físico se deben tener los
conocimientos básicos anteriormente nombrados, por otro lado, se
debe tener en cuenta el rendimiento grafico del computador a utilizar
para evitar percances en el momento de pruebas y renderizaciones
finales o en tiempo de ejecución.
2) Este software va en consonancia con otros softwares de simulación
realizados de esto se empleó el uso de herramientas profesionales
libres. Esta tecnología permite hacer implementaciones de lenguajes
compatibles entre si y soportados de manera robusta, de acuerdo con
lo nombrado anteriormente se hace la recomendación de hacer una
inmersión en los conceptos presentados anteriormente ya que esta
tecnología es utilizada en gran manera en el ambiente laboral
presente y con perfilaciones a creación de nuevas tecnologías y
ambientes laborales nuevos.
66
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[34] Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación del motor. GENBETA: dev. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos [35] Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación gráfica. GENBETA: dev. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos [36] Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación de física. GENBETA: dev. [Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos [37] Adrigm. Como empezar a programar videojuegos; Programar videojuegos, sus áreas; programación de la inteligencia artificial. GENBETA: dev.[Disponible en línea] https://www.genbetadev.com/programacion-de-videojuegos/como-empezar-a-programar-videojuegos [38] Tutor, Manuales y tutoriales de programación de video juegos. [Disponible en línea] http://www.formacionprofesional.info/manuales-y-tutoriales-de-programacion-de-videojuegos/ [39] Candil Dani. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos; Conozcamos la historia de unity. Vida Extra. [Disponible en línea] https://www.vidaextra.com/industria/unity-el-motor-de-desarrollo-capaz-de-partir-la-historia-de-los-videojuegos-en-dos [40] Dani Candil. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos. Vida Extra [Disponible en línea] https://i.blogs.es/487606/unity-black/1366_2000.jpg [41] Dani Candil. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos. Vida Extra [Disponible en línea] https://i.blogs.es/14e1ef/unity-trans/1366_2000.jpg [42] Dani Candil. Unity, el motor de desarrollo capaz de partir la historia de los videojuegos en dos. Vida Extra [Disponible en línea] https://i.blogs.es/14e1ef/unity-trans/1366_2000.jpg
70
[43] Mocholí. Desarrollo de juegos con Unity 3D ¿Cómo funciona esta herramienta? Yeeply, [Disponible en línea] https://www.yeeply.com/blog/desarrollo-de-juegos-con-unity-3d/ [44] Unity, Documentacion, Manual de unity, [Disponible en línea] https://docs.unity3d.com/es/current/Manual/index.html
Velásquez David. Historia de Blender. Plastilina digital. [Disponible en línea] http://www.plastilinadigital.com/2010/09/la-historia-de-blender/ [45] Roosendal Ton, Selleri Stefano. Blender 2.3 Guía la Suit abierta de creación 3D: Su primera animación en 30m minutos: construyendo el cuerpo [Disponible en línea]http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf [46] Roosendal Ton, Selleri Stefano. Blender 2.3 Guía la Suit abierta de creación 3D. Navegando en el entorno 3D. [Disponible en línea]http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf [47] Ton Roossendaal; Selleri Stefano. El Oficial BLENDER 2.3 GUIA La Suit Abierta De Creación 3D en español. [Disponible En] http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf.
[48] Ton Roossendaal; Selleri Stefano. El Oficial BLENDER 2.3 GUIA La Suit
Abierta De Creación 3D en español. [Disponible En]
<http://www.futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de
_Blender.pdf.>
[49] Trillos, J. APLICACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICO UNIVERSIDAD DEL
ATLÁNTICO. Barranquilla. Academia Edu. [Consultado: 10 Julio 2017]
[Disponible en]
<http://www.academia.edu/17384177/APLICACION_DEL_METODO_CIENTI
FICO>
71
7. Anexos 7.1. Encuesta valoración prácticas laboratorio
1) ¿Como considera sus habilidades dentro del laboratorio?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
______
2) ¿Tiene el tiempo necesario para realizar las prácticas de laboratorio pertinentes?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
______
3) ¿El laboratorio cuenta con el espacio suficiente para realizar las prácticas de manera
cómoda?
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____________________________________________________________________
______
4) ¿Consideraría utilizar herramientas virtuales de practica para adquirir las
habilidades necesarias para el desarrollo óptimo de los procesos dentro del
laboratorio?
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____________________________________________________________________
______
5) ¿Puede realizar practica de manera libre dentro del laboratorio?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
______
6) ¿En el caso de utilizar una herramienta virtual de desarrollo tiene acceso a un
computador?
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____________________________________________________________________
______
7) ¿Practicaría de manera virtual las actividades básicas llevadas a cabo dentro del
laboratorio?
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____________________________________________________________________
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8) ¿Estaría de acuerdo en la generación de información del uso personal de una
herramienta virtual de aprendizaje?
72
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
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7.2. ENTREGABLES.
Item Objetos Material
1 Vasos precipitado Vidrio
2 Frasco Erlenmeyer Vidrio
3 Caja Petri Vidrio
4 Tubo ensayo Vidrio
5 Botellas cultivo Vidrio
6 Botellas reactivos y soluciones madre
Vidrio
7 Pipetas graduadas Vidrio
8 Probetas graduadas Vidrio
9 Matraz volumetrico Vidrio
10 Matraz aforado Vidrio
11 Vasijas de vidrio Vidrio
12 Frasco de cultivo Vidrio
13 Jeringa Plastico
14 Llenador pipetas Plastico
15 Peras Plastico
16 Cuchillas Metal
17 Mango bisturi Metal
18 Aguja Metal
19 Tijeras Metal
20 Pinzas Metal
21 Estanterias Metal/Madera
22 Autoclave Maquina
23 Balanza analitica Maquina
24 Balanza brazo Maquina
25 Camara flujo de aire Maquina
26 Conegelador Maquina
27 Medidor PH Maquina
28 Destilador Maquina
19 Revolvedor Maquina
x Iteracion 1 Iteracion 2 Iteracion 3 Iteracion 4 Iteracion 5 Iteracion 6 Iteracion 7 Iteracion 8 Total
Horas 112 112 112 80 112 80 80 168 856
Semana 2 2 2 2 2 2 2 2 16
73
Ciclo 2 2 1 1 2 1 2 1 12
Numero tareas 3 5 10 10 5 4 15 25 77
Plan De Entrega Primera Semana de Agosto, 01/08/2018
01/08/2018 - 08/08/2018 Analisis de los ciclos para el software
09/08/2018 - 16/08/2018 Seleccion objetos a virtualizar
Miercoles 15 Retroalimentación
Segunda Semana de Agosto, 16/08/2018
16/08/2018 - 23/08/2018 Descarga y configuracion software
23/08/2018 - 30/08/2018 Virtualiazacion objetos
Miercoles 29 Retroalimentación
Tercera Semana de Agosto, 31/08/2018 31/08/2018 - 07/09/2018 Virtualizacion objetos
08/09/2018 - 15/09/2018 Virtualizacion objetos
Miercoles 14 Retroalimentación
Primer Semana de Mayo, 03/05/2019 03/05/2019 - 10/05/2019 Animaciones básicas
11/05/2019 - 18/05/2019 Animaciones básicas
Segunda Semana de Mayo,19/05/2019 19/05/2019 - 26/05/2019 Animaciones básicas
27/05/2019 - 02/06/2019 Virtualizacion laboratorio
Primer Semana de Junio 2019, 03/05/2019 03/06/2019 - 10/06/2019 Virtualizacion laboratorio
Primer Semana de Julio 2019, 21/07/2019 21/07/2019 - 28/07/2019 Importacion objetos entre software
28/07/2019 - 04/08/2019 Desarrollo scripts control animaciones
Primer Semana De Agosto 2019, 05/08/2019 5/08/2019 - 11/08/2019 Desarrollo Modulos de escenas
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Ciclos De Desarrollo
Programador responsable: Juan Felipe Gama Medina
Numero Ciclo
Nombre Ciclo
Descripción prioridad riesgo iteracion
1 Seleccion de componentes para el simulador.
Se realiza una evaluacion para la selección de los componentes que se utilizaran para su virtualizacion en 3D.
2 Descarga y configuracion softaware a utilizar.
Se descarga y configuran los software escogidos para el desarrollo del proyecto, posteriormente se configura para un rendimiento correcto.
3 Desarrollo virtualizacion objetos. Construccion virtual en tres dimensiones de los objetos seleccionados para el software, mediante la herramienta Blender.
4 Selección, adición materiales y texturas.
Se seleccionas y adicionan los materiales y texturas que se consideran como optimos para la virtualizacion fiel de los objetos previamente vitualizados.
5 Desarrollo Animacion objetos virtualizados.
Animacion de los objetos previamente virtualizados para sus funciones básicas.
6 Selección plano para virtualizacion lugar.
Se realiza una investigacion y selección de los planos a seguir para la virtualización en tres dimensiones del laboratorio, siguiendo las especificaciones técnicas de bioseguridad.
7 Virtualización del laboratorio. Se realiza una virtualizacion del ambiente de trabajo "laboratorio" siguiendo los estandares de bioseguridad para este tipo de practicas, dicha virtualizacion se hace con la herramienta blender.
8 Asignacion texturas y meteriales laboratorio
Se asignan los materiales y texturas optimos para el laboratorio virtual
9 Importacion objetos virtualizados Se exportan e importan los objetos generados en Blender hacia el software Unity, para comenzar con el desarrollo logico del software.
10 Generacion Scripts. se generan Script para el funcionamiento correcto y controlado de las animaciones de los objetos virtualizados anteriormente.
11 Desarrollo escenas. Se desarrollan las escenas para lso diferentes tipos de practica dentro del laboratorio virtual.
12 Desarrollo menús. Se desarrollan los menús con los que interactuara el usuario final.
![Tecnólogo en Gestión Administrativa[1]](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5571f84249795991698d0391/tecnologo-en-gestion-administrativa1.jpg)
