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CIS1210TK01PROTOTIPO DE SOFTWARE DE UTILIZACIÓN DE REALIDAD
AUMENTADA PARA VISUALIZAR MODELOS 3D QUE AYUDEN A PROMOCIONAR O VENDER PRODUCTOS / SERVICIOS DE UNA
EMPRESA DE ARQUITECTURA. CASO DE ESTUDIO: NUNBER 3D FACTORY
MAYDA ALEXANDRA CARVAJAL VARGASALFONSO NEIL JIMÉNEZ CASALLAS
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANAFACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMASBOGOTÁ, D.C.
2012
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado - Takina
CIS1210TK01
PROTOTIPO DE SOFTWARE DE UTILIZACIÓN DE REALIDAD AUMENTADA PARA VISUALIZAR MODELOS 3D QUE AYUDEN A PROMOCIONAR O VENDER
PRODUCTOS / SERVICIOS DE UNA EMPRESA DE ARQUITECTURA. CASO DE ESTUDIO: NUNBER 3D FACTORY
Autor(es):
Mayda Alexandra Carvajal VargasAlfonso Neil Jiménez Casallas
MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO DE SISTEMAS
Director
Oscar Xavier Chavarro García MSc.
Jurados del Trabajo de Grado
César Julio Bustacara Medina MSc.
Leonardo Flórez Valencia PhD.
Página web del Trabajo de Grado
http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS1210TK01/
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANAFACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMASBOGOTÁ, D.C.
Enero, 2013
Página iPreparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.0 – 12/03/2008
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANAFACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
Rector Magnífico
Joaquín Emilio Sánchez García S.J.
Decano Académico Facultad de Ingeniería
Ingeniero Luis David Prieto Martínez MSc.
Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniería
Padre Sergio Bernal Restrepo S.J.
Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas
Ingeniero Germán Alberto Chavarro Flórez MSc.
Director Departamento de Ingeniería de Sistemas
Ingeniero César Julio Bustacara Medina MSc.
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Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946
“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus Proyectos de Grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vean en ellos el anhelo de buscar la Verdad y la Justicia”
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AGRADECIMIENTOS
Mayda Alexandra Carvajal Vargas, agradece especialmente a Dios, a mi hijo, a mi madre, a César Pérez Parra e Hipólita Parra Ferreira por el apoyo incondicional y comprensión durante todo este proceso de su carrera.
Alfonso Neil Jiménez Casallas agradece especialmente a sus padres Alfonso Jiménez Cuesta y María Dive Casallas, y a sus familiares y amigos más cercanos por su apoyo incondicional y comprensión durante todo este proceso.
Agradecemos a nuestro Director de Trabajo de Grado, el Ingeniero Oscar Xavier Chavarro MSc. por su paciencia y ayuda durante el desarrollo del mismo, y por creer en nosotros y darnos la oportunidad de realizar un trabajo bajo su batuta, así mismo, a nuestro Asesor, el Ingeniero Iván Chavarro, Gerente General de la Empresa NUNBER 3D FACTORY, por su colaboración y su disposición.
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Contenido
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................1
I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO..............................3
1. OPORTUNIDAD, PROBLEMÁTICA, ANTECEDENTES............................................31.1 Descripción del Contexto..........................................................................................31.2 Formulación del Problema que se Resolvió..................................................................41.3 Justificación...................................................................................................................51.4 Impacto Esperado..........................................................................................................6
2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO....................................................................................72.1 Visión Global.................................................................................................................72.2 Objetivo General............................................................................................................72.3 Fases Metodológicas y Conjunto de Objetivos Específicos..........................................72.4 Método que se Propuso para Satisfacer cada Fase Metodológica...............................8
II - MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE.................................................11
1. MARCO TEÓRICO......................................................................................................111.1 ¿Qué es Realidad Aumentada (Augmented Reality)?..................................................111.2 Características de la Realidad Aumentada y sus Aplicaciones...................................121.3 Diferencias entre la Realidad Aumentada y la Realidad Virtual (Virtual Reality).....131.4 Beneficios y Ventajas de la Realidad Aumentada Frente a la Realidad Virtual......141.5 Procesamiento de Imagen.......................................................................................14
2. ESTADO DEL ARTE...................................................................................................152.1 Trabajos Relacionados en Diseños Arquitectónicos y Similares................................15
III – DESARROLLO DEL TRABAJO....................................................................17
1. DESARROLLO DE LAS FASES METODOLÓGICAS.......................................................171.1 Desarrollo de la Revisión Bibliográfica......................................................................171.2 Desarrollo del Prototipo.........................................................................................181.3 Desarrollo de las Recomendaciones a la Empresa.....................................................38
2. LIMITACIONES Y PROBLEMAS ENCONTRADOS DURANTE EL DESARROLLO............40
IV - RESULTADOS Y REFLEXIÓN SOBRE LOS MISMOS.............................42
V – CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS....51
1. CONCLUSIONES.................................................................................................51
2. RECOMENDACIONES.........................................................................................52
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3. TRABAJOS FUTUROS.........................................................................................53
VI - REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA..............................................................55
1. REFERENCIAS...........................................................................................................55
2. BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................62
VII - ANEXOS............................................................................................................70
ANEXO 1. GLOSARIO....................................................................................................70
ANEXO 2. POST-MORTEM............................................................................................70
ANEXO 3. DOCUMENTO DE CASOS DE USO..................................................................70
ANEXO 4. DOCUMENTO DE VISIÓN...............................................................................70
ANEXO 5. DOCUMENTO SRS........................................................................................70
ANEXO 6. LISTA DE REQUERIMIENTOS JNYARCHITECH.............................................70
ANEXO 7. MATRIZ DE TRAZABILIDAD..........................................................................70
ANEXO 8. DOCUMENTO SAD.......................................................................................70
ANEXO 9. DOCUMENTO DE PRUEBAS...........................................................................70
ANEXO 10. CUESTIONARIOS DE USUARIOS...................................................................70
ANEXO 11. PROTOTIPO JNYARCHITECH®.....................................................................70
ANEXO 12. DIAGRAMAS...............................................................................................70
ANEXO 13. MARCADORES DE REALIDAD AUMENTADA..............................................70
ANEXO 14. RESULTADO DE PRUEBAS DE CALIDAD.....................................................71
ANEXO 15. RESULTADO DE LA EVALUACIÓN DE LA USABILIDAD...............................71
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ABSTRACT
This paper shows the development of an Augmented Reality 3D software prototype to display ar-chitectural models and interact with them. This solution aims to add value to the Company NUNBER 3D FACTORY, to which we give some recommendations to create a new line of business within the production process in order to showcase and promote this product to their customers.
RESUMEN
El presente trabajo muestra el desarrollo de un prototipo de software de Realidad Aumentada para visualizar modelos arquitectónicos 3D e interactuar con ellos. Esta solución pretende dar valor agregado a la Empresa Nunber 3D Factory, a la cual damos unas recomendaciones para crear una nueva línea de negocio al interior de su proceso productivo con el fin de mostrar y promocionar este producto a sus clientes.
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RESUMEN EJECUTIVO
El sector colombiano de la construcción y vivienda se encuentra en crecimiento y ha reportado
ganancias significativas durante los últimos años (Publicaciones Semana, 2011), lo cual ha
despertado el interés de distintas empresas en proponer soluciones a este sector para realizar diseño
arquitectónico, apoyadas en nuevas tecnologías que simplifiquen la interacción con el usuario y
atraigan nuevos clientes (Innova Tecno, 2013; Metaio, 2013). Los posibles clientes para este tipo
de solución, dentro de este sector de la construcción con herramientas tecnológicas son las
Constructoras Nacionales y Multinacionales que manejan estratos 4, 5, 6, 7, entidades
gubernamentales que ofrezcan proyectos de vivienda y profesionales independientes del sector.
La necesidad de proponer nuevas soluciones, también surge a partir de la insatisfacción y la
ineficiencia al realizar este tipo de soluciones tradicionales plasmadas en maquetas y planos
bidimensionales, así como el uso de herramientas manuales (lápiz, escuadras, borradores, papel
cartón, etc.) por parte de los profesionales del diseño y de la arquitectura, ya que también se
presentan grandes riesgos en la calidad de las presentaciones y la relación costo/beneficio para los
clientes y las empresas que ofrecen este tipo de soluciones. Así mismo, requiere más tiempo,
esfuerzo y recursos para realizar una maqueta física en lugar de realizar un modelo virtual.
Debido a lo anterior, algunas empresas han propuesto soluciones apoyadas en nuevas tecnologías
utilizando realidad aumentada en otros países (Innova Tecno, 2013; Metaio, 2013), dirigidas hacia
el sector inmobiliario, lo cual ha dado más valor a los clientes así como mayor calidad y comodidad
para los diseñadores y arquitectos en sus presentaciones, ahorrando tiempo y esfuerzo.
En Colombia, varias empresas (Vision AR+ Colombia, 2013; Solutek Infomática, 2009) han
ofrecido servicios de modelado 3D y realidad aumentada para proyectos de arquitectura, publicidad
de productos y aplicaciones Web y móviles, incluyendo varias empresas incubadas en parques
tecnológicos, y por otro lado, existen bastantes empresas en este mercado el cual se encuentra
saturado y donde la Empresa Nunber3D Factory (Chavarro, 2012) debe innovar para poder
mantenerse y competir en este mercado tan amplio. Por lo tanto, este proyecto se constituye en un
diferenciador de mercado.
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Por consiguiente, la Empresa Nunber 3D Factory (Chavarro, 2012), tiene la intención de ampliar su
portafolio de productos y servicios a sus clientes, mejorar sus procesos productivos de negocio y
abrirse paso a paso en el mercado frente a la competencia con soluciones tecnológicas e
innovadoras, integrando realidad aumentada con modelos tridimensionales (renders) de
visualización arquitectónica, que permitan una mejor interacción, mejor sentido de la realidad y que
sea más natural e intuitiva para el usuario, con el fin de proveer satisfacción total y atraer nuevos
clientes en el futuro. Por lo tanto, nosotros daremos lugar a una oportunidad para una nueva línea de
negocio realizando un prototipo de Software de Utilización de Realidad Aumentada para Visualizar
Modelos 3D que Ayuden a Promocionar o Vender Productos y Servicios de una Empresa de
Arquitectura.
Esta fue la razón principal para la realización de un prototipo de software en realidad aumentada,
resumida en un objetivo general:
“Desarrollar un prototipo para crear una nueva línea de negocio en la empresa Nunber
3D Factory, basados en el concepto de un producto de realidad aumentada (RA) para
visualización 3D en diseño arquitectónico virtual de edificaciones residenciales y cor-
porativas.”.
Teniendo en cuenta este objetivo, somos enfáticos en afirmar que nuestra intención no
consiste en proponer y realizar un plan de negocio sino solamente generar un prototipo
(producto), para ayudar a la empresa que tomamos como caso de estudio, y que esta misma
pueda resolver sus necesidades de abrir una nueva línea de negocio a largo plazo en el futuro.
Al comienzo, realizamos una entrevista con el Asesor y Gerente de la Empresa para definir el
alcance del proyecto y los casos de uso para identificar requerimientos funcionales y requerimientos
técnicos de hardware del prototipo, acordar el presupuesto inicial y discutir posibles avances en el
futuro teniendo en cuenta la viabilidad económica, operativa y tecnológica de la empresa.
Luego, realizamos una investigación bibliográfica para elaborar el marco teórico y el estado del arte
sobre realidad aumentada enfocada a soluciones en diseño arquitectónico, y al mismo tiempo,
buscamos herramientas de realidad aumentada en lenguaje de programación Java para instalarlas
dentro de un entorno de desarrollo teniendo en cuenta restricciones técnicas y tecnológicas.
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Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado - Takina
Después se realizaron otras entrevistas con el Asesor y Gerente, entre las que se realizó una visita
presencial a la empresa para acordar y confirmar los casos de uso, los requerimientos funcionales y
de negocio para documentarlos. Al mismo tiempo, se recolectó información sobre los procesos
productivos de negocio, específicamente el que estará proyectado hacia la nueva línea de negocio
en realidad aumentada, luego recopilamos esta información en un documento de visión en el cual
nos referimos a la empresa como caso de estudio en más detalle.
Mientras realizamos la instalación de las herramientas, elaboramos un manual de instalación para
documentar el proceso de instalación del prototipo de realidad aumentada hasta cuando se
encontrara terminado antes de la entrega. Luego, realizamos los documentos restantes contemplados
en la propuesta de trabajo de grado y desarrollamos varias versiones del prototipo basadas en las
herramientas, a partir de una “versión cero”. Estas versiones fueron proveídas con varios modelos
3D diseñados en la empresa y diseños propios realizados por nosotros para realizar las pruebas de
validación con usuarios expertos en el tema y pruebas de usabilidad.
Sin embargo, también tuvimos problemas con el desarrollo del proyecto, estos problemas fueron de
orden técnico, como por ejemplo, las cámaras no funcionaban, y de fuerza mayor cuando tuvimos
quebrantos de salud, por negocios, o imprevistos de último momento, que nos costaron bastante
tiempo. La mayoría de estos problemas pudimos solucionarlos conforme a las necesidades del
grupo de trabajo.
Finalmente, logramos obtener el prototipo como producto final con las funcionalidades mínimas
requeridas por el cliente, en este caso, la empresa, Nunber3D Factory.
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INTRODUCCIÓN
En el presente documento se muestra el proceso realizado durante el trabajo de grado “Prototipo de
software de utilización de realidad aumentada para visualizar modelos 3D que ayuden a
promocionar o vender productos/servicios de una empresa de arquitectura. Caso de estudio: Nunber
3D Factory”, el cual pretende proponer una solución tecnológica en realidad aumentada que
respalde el resultado y genere valor agregado en un proceso productivo enfocado en diseño y
visualización de renders arquitectónicos y modelos en tres dimensiones dirigido desde la empresa
hacia sus clientes.
En el capítulo I, se describen de forma general los antecedentes del trabajo de grado donde se
incluye el contexto de la realidad aumentada y sus aplicaciones en proyectos de arquitectura en
algunas empresas colombianas, la formulación del problema que dio origen a este proyecto, así
como su justificación e impacto esperado en el futuro. Posteriormente, se describen los objetivos, la
metodología utilizada y las fases con sus respectivas actividades llevadas a cabo durante el
proyecto.
En el capítulo II, se documenta el marco teórico correspondiente al tema de investigación en
realidad aumentada, haciendo énfasis en una breve definición, sus diferencias con la realidad
virtual, los beneficios y ventajas que conllevan al uso de esta tecnología.
En el capítulo III, se describe el desarrollo del prototipo de realidad aumentada, y el proceso
realizado para su construcción utilizando la metodología propuesta desde la elaboración del marco
teórico hasta la realización de las validaciones. También se explica y justifica el uso de otras
metodologías y herramientas que fueron necesarias utilizar dentro de cada fase del proyecto, para el
desarrollo y no fueron contempladas en la propuesta.
En el capítulo IV, se muestran los resultados obtenidos durante el proceso: un resumen de las
pruebas y validaciones realizadas por usuarios expertos, por la empresa, y por nosotros mismos, así
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como una retroalimentación suministrada por los usuarios para realizar posibles mejoras y nuevas
funcionalidades del prototipo como solución de software en el futuro.
En el capítulo V, se presentan las conclusiones del trabajo de grado y las recomendaciones en el uso
de este tipo de soluciones tecnológicas para la academia y el sector de la construcción y vivienda;
así mismo, se describen posibles trabajos en el futuro siguiendo esta línea de investigación teniendo
en cuenta los resultados obtenidos.
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Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO
1. Oportunidad, Problemática, Antecedentes
1.1 Descripción del Contexto
La Realidad Aumentada es utilizable en múltiples aplicaciones, incluyendo arquitectura (Innova
Tecno, 2013). La carrera de Arquitectura, como arte de diseñar, proyectar y construir, utiliza como
una de sus herramientas principales, el trabajo gráfico sobre mesa. Sin embargo el papel, el lápiz, el
borrador y la mesa necesitan instrumentos complementarios de trabajo. En la actualidad el com -
putador, con software tipo CAD es ese complemento ideal para acelerar y optimizar la produc-
tividad en todos los procesos de diseño y visualización, principalmente en proyectos complejos
y de gran magnitud (Cardoza, 2010).
En Colombia, algunas empresas como ZIO Studios (ZIO Studios, 2012) o The Ethereal Game
Factory (The Ethereal Game Factory, 2012), se dedican al desarrollo multimedia para videojuegos
y realidad aumentada, y a nivel internacional encontramos el software Unifeye Design de Metaio
(Metaio, 2013), el cual se ha utilizado para realizar proyectos con Realidad Aumentada, dedicados
al diseño arquitectónico, utilizando dispositivos para observar e interactuar con maquetas y planos
en 2D/3D tradicionales; las herramientas que se utilizan comúnmente son equipos de cómputo,
mouse, cámara web y un teclado alfanumérico para observar e interactuar con el producto (Articad ,
2013).
En Innova Tecno, los arquitectos realizan reuniones en las cuales los asistentes van equipados con
gafas 3D especiales conectadas al computador, de forma que todos visualicen un mismo mundo
virtual y al mismo tiempo puedan verse entre ellos (Innova Tecno, 2013) . Si le aplicamos realidad
aumentada a las reuniones de diseño con los arquitectos, cambiaríamos los procesos de enriquecer
la experiencia en la visualización y venta de un proyecto, donde esperamos que las reuniones sean
eficientes en tiempo y se logre avanzar más. Además, para los ingenieros y arquitectos, aumenta
la eficiencia de la captación y adquisición del producto por parte de los clientes e inversionistas,
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utilizando realidad aumentada para la visualización en 3D en diseño arquitectónico virtual de
edificaciones residenciales y corporativas.
1.2 Formulación del Problema que se Resolvió
En conclusión, la idea consistió en aprovechar tecnologías como la realidad aumentada para llevar
al espacio de diseño y de visualización de modelos arquitectónicos (en el caso de presentaciones
con clientes e inversionistas); utilizando las herramientas tradicionales 3D pero con una interacción
más natural, intuitiva y complementaria que en la realidad virtual, ya que la combinación de estas
vendría a ser el sustituto o complemento de la maqueta tradicional, es decir, poder observar al
tiempo el mundo Real (esto incluyó a las personas que están a nuestro alrededor, lo que no sucede
de la misma manera que en la realidad virtual), y a la vez observar e incluso interactuar con nuestro
modelo 3D del diseño. Además, la realidad aumentada no compite exactamente con la realidad
virtual, sino más bien es una de sus evoluciones, y nosotros aprovechamos esa característica. Por
esta razón, la realidad aumentada aplicada en el diseño arquitectónico puede aportar más
experiencias y percepciones que el sistema tradicional de diseños y visualizaciones que utilizan los
arquitectos en su entorno de trabajo. Además, la realidad aumentada contribuye a un mejor sentido
de realidad, y a una mejor interacción para el usuario, ya que esta tecnología provee una “in-
tegración orgánica entre el mundo real y el entorno virtual, donde los usuarios pueden parti-
cipar activamente” (Yang, 2011).
Por lo tanto persistió la necesidad de impactar a un mercado con una propuesta de valor
representada en un producto, utilizando otro(s) dispositivo(s), para facilitarle al cliente comodidad,
innovación, calidad y eficiencia, es decir, la creación de un producto innovador utilizando realidad
aumentada para visualización 3D en diseño arquitectónico virtual de edificaciones residenciales y
corporativas, promocionando un producto eficaz a nivel nacional.
La Empresa Nunber 3D Factory (Chavarro, 2012), se dedica al desarrollo de visualización
arquitectónica en 3D donde todavía no utilizan tecnologías de realidad aumentada; también ofrece
servicios de visualizaciones publicitarias, animación, panorámica 360° y modelado 3D. La
Empresa desea posicionarse en el mercado de visualización arquitectónica con realidad
aumentada y de tecnologías interactivas, por lo tanto, es necesario ayudar a la Empresa a que
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Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
esta proponga una nueva línea de negocio basada en un nuevo producto. Por tal razón, se
elaboró un prototipo para nuestro caso de estudio.
A partir de lo anterior, surgió la pregunta: ¿Cómo crear un producto innovador utilizando realidad
aumentada para visualización 3D en diseño arquitectónico virtual de edificaciones residenciales y
corporativas?
1.3 Justificación
El sector correspondiente a la construcción en Colombia viene en ascenso en los últimos años, ya
que sus ventas en el año 2010 fueron de más de $18 mil millones y registró utilidades netas por más
de $1.300.000, además su crecimiento se pronosticó en un 6% para el año 2011. Sin embargo, se
debe satisfacer “la necesidad de implementar herramientas que permitan superar las brechas
del sector y logren que esta locomotora tome mayor impulso en los próximos años”
(Publicaciones Semana, 2011), según la Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), donde la Empresa Nunber 3D Factory, surge en esta coyuntura, para satisfacer la necesidad de
novedosas y eficaces herramientas de diseño ante el auge de la Construcción.
Durante el segundo semestre del año 2011, se registró un crecimiento del 8.8% en el PIB del sector
correspondiente a la construcción, especialmente en el subsector edificador, superando al subsector
de obras civiles el cual tuvo una variación negativa del 7.6% (Chirivi, Quiroz & Rodríguez, 2011).
Durante el periodo de enero a octubre del mismo año, se registraron variaciones anuales positivas a
nivel nacional con respecto a lanzamientos de vivienda, ventas e iniciaciones, con 5%, 19% y 21%
respectivamente, y los destinos no residenciales presentaron un crecimiento notable en
licenciamientos con el 25%, impulsado en los destinos hoteleros con incremento del 77% y destinos
comerciales con incremento del 67% (Chirivi, et al., 2011). De acuerdo con la Encuesta de Opinión
al Consumidor realizada durante el mismo periodo, la cual evalúa la disponibilidad del público y el
nivel de confianza para la adquisición de vivienda nueva, la variación fue del 23% al 29% (Chirivi,
et al., 2011).
Durante el 2012, la situación no fue la mejor en el sector, ya que presentó estancamiento donde
hubo un pequeño altibajo en la parte de ventas debido a una crisis en Europa y otros
acontecimientos; sin embargo, se espera que el panorama mejore para este año 2013 donde el
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aumento en el sector se proyecta en un 9.9% en su producto interno bruto y en un 1,5% en ventas
(Ortega, Quiroz, Sarmiento & Torres, 2012).
La Empresa Nunber 3D Factory desea posicionarse en el mercado de visualización arquitectónica y
desde hace poco en el mercado tecnológico interactivo con la necesidad potencial de un producto
que permita innovar una línea de negocio utilizando la Realidad Aumentada para mejorar
significativamente el proceso de diseño, y por lo tanto, dar un alto valor agregado al proceso de
venta al interior de la Empresa (Ortemberg, 1999-2013), lo cual será redituable en el largo plazo
para una Empresa con una línea de negocio dedicada a la elaboración de visualización
arquitectónica en realidad aumentada como en el caso de Nunber 3D Factory.
1.4 Impacto Esperado
Las oportunidades del proyecto para las empresas y clientes que necesitan aprovechar las
herramientas de Realidad Aumentada, implican que se beneficiarían los profesionales en
arquitectura, Constructoras Nacionales y Multinacionales que manejan estratos 4, 5, 6, 7, entidades
gubernamentales que ofrezcan proyectos de vivienda y profesionales independientes del sector.
Las empresas tienen la necesidad de contar con herramientas tecnológicas, pero todavía no tienen
claro cómo hacerlo. Es importante resolver todas estas dudas e investigar cómo se pueden
beneficiar estas empresas y clientes que deseen incluir la Realidad Aumentada en sus procesos, ya
que en Colombia apenas se está aprovechando este sector. Este proyecto es una prueba piloto en
una Empresa privada que piensa poner a prueba la tecnología en un entorno específico.
La realidad aumentada como herramienta empresarial es un paso a la evolución natural del mundo
real. El impacto real es para el sector inmobiliario donde puede verse beneficiado con el desarrollo
de un prototipo basado en el concepto de un producto de realidad aumentada, para la visualización
3D en diseño arquitectónico de edificaciones residenciales y corporativas.
Este proyecto permitió al Grupo de Investigación Takina de la Pontificia Universidad Javeriana,
poner a prueba sus resultados de investigación de realidad aumentada en un ambiente productivo
real.
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Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
2. Descripción del Proyecto
2.1 Visión Global
Desarrollamos un prototipo de software de Realidad Aumentada para visualizar y manipular
modelos 3D, y dar valor al proceso productivo de negocio en la Empresa Nunber3D Factory.
2.2 Objetivo General
Desarrollar un prototipo para crear una nueva línea de negocio en la Empresa Nunber 3D, basados
en el concepto de un producto de realidad aumentada para visualización 3D en diseño
arquitectónico virtual de edificaciones residenciales y corporativas.
2.3 Fases Metodológicas y Conjunto de Objetivos Específicos
FASES OBJETIVOS ESPECÍFICOS ENTREGABLES
Revisión Bibliográfica
Investigar el marco teórico de la
realidad aumentada y sus aplica-
ciones en el diseño arquitectónico.
1. Marco Teórico.
2. Estado del Arte.
Desarrollo del Prototipo
Analizar y documentar el proceso
productivo de una Empresa de
diseño arquitectónico, tomando
como caso de estudio a la
Empresa Nunber 3D Factory.
1. Documento de Visión.
2. Documento de Casos de Uso.
3. Documento Especificación de
Requerimientos de Software
(SRS).
4. Lista de Requerimientos.
5. Matriz de Trazabilidad.
Desarrollar un prototipo funcional
que permita mostrar el valor
1. Documento de Arquitectura de
Software (SAD).
2. Prueba de Concepto.
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agregado del producto de realidad
aumentada (RA) como aplicación
en diseño arquitectónico.
3. Prototipo Funcional: Código
Fuente, Ejecutables.
4. Manual de Usuario.
5. Manual de Instalación.
Recomendaciones a la Empresa
Validar el prototipo teniendo en
cuenta las necesidades a satisfacer
de la nueva línea de negocio en la
Empresa Nunber 3D Factory, a
partir de un grupo focal con
arquitectos. Se propone a la
Empresa unas recomendaciones
para abrir una nueva línea de
negocio, esto no incluye hacer el
plan de negocio; ya que está por
fuera del alcance de un trabajo de
grado en ingeniería de sistemas.
1. Documento de Pruebas.
2. Documento de Análisis de
Resultados.
3. Memorias.
Tabla 1. Fases Metodológicas y Objetivos Específicos.
2.4 Método que se Propuso para Satisfacer cada Fase Metodológica
2.4.1 Fase Metodológica 1: Revisión Bibliográfica
2.4.1.1 Actividades1. Se realizó una investigación de fuentes bibliográficas con el fin de construir el marco
teórico de la realidad aumentada.
2. Se estudiaron diferentes estados del arte de trabajos relacionados con Realidad
Aumentada aplicada en diseño y visualización arquitectónica 3D, para elaborar el
estado del arte propio del caso de estudio.
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2.4.2 Fase Metodológica 2: Desarrollo Del Prototipo
2.4.2.1 Actividades1. Se realizó una investigación bibliográfica y cualitativa sobre procesos de negocio.
2. A partir de la actividad anterior, se elaboró un esquema del proceso productivo de negocio
en visualización arquitectónica 3D para la Empresa Nunber 3D Factory.
3. Se elaboró un documento de casos de uso, indicando las principales funcionalidades del
prototipo.
4. Se identificó y especificó las necesidades de negocio y una visión global del impacto que
puede dar el prototipo funcional en realidad aumentada para visualización arquitectónica en
3D; basados en esta información, se elaboró un Documento de Visión.
5. Se identificó y especificó los requerimientos funcionales y no funcionales del prototipo
funcional para el caso de estudio; basados en esta información, se elaboró un documento de
especificación de requerimientos de software (SRS).
6. Se elaboró el diseño del sistema correspondiente al prototipo funcional y lo recopilamos en
un documento de arquitectura de software (SAD).
7. Se elaboró una prueba de concepto que permitió entender la tecnología de la realidad
aumentada.
8. Se implementó el prototipo funcional teniendo en cuenta las actividades anteriores,
generando diferentes versiones antes de su entrega.
9. Se elaboró el manual de usuario y el manual de instalación del prototipo funcional.
2.4.3 Fase Metodológica 3: Recomendaciones a la Empresa
2.4.3.1 Actividades1. Se propuso un conjunto de pruebas para evaluar escenarios de calidad y una evaluación de
métricas de usabilidad para el prototipo funcional con diferentes usuarios expertos en
diseño, arquitectura y medios audiovisuales.
2. Se recolectaron y analizaron los resultados de las pruebas realizadas en la actividad anterior
para validar si el prototipo cumple con los requerimientos específicos de la fase anterior.
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3. Se propuso unas recomendaciones y posibles mejoras en el futuro para la continuación del
desarrollo del producto en Realidad Aumentada, según los resultados obtenidos y las
observaciones realizadas por los usuarios expertos.
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II - MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE
1. Marco Teórico
1.1 ¿Qué es Realidad Aumentada (Augmented Reality)?
La Realidad Aumentada es una combinación entre la realidad virtual y la realidad física, también
conocida como realidad mixta (Milgram & Kishino, 1994).
Según la definición del Technology Management Council, asociado a la IEEE, “La Realidad
Aumentada (RA), es el campo de la tecnología que estudia la manera de combinar imágenes del
mundo real con imágenes virtuales” (IEEE Technology Management Council España, 2013),
donde los usuarios perciben la realidad de una manera distinta, superponiendo a los objetos reales,
modelos virtuales, enriqueciendo así la experiencia. También se puede trabajar y examinar objetos
en 3D reales donde se recibe información adicional sobre estos objetos o tareas que se están
realizando. De esta manera, la Realidad Aumentada permite al usuario permanecer en contacto con
su entorno de trabajo, mientras su atención primordial no está en el computador como
tradicionalmente se usa, sino en una nueva forma de percibir el mundo real. El computador juega
un papel importante que es el de asistir y mejorar las relaciones e interacciones entre el usuario y su
entorno (Innova Tecno, 2013).
Según Azuma (1997), la Realidad Aumentada es una variación de los Entornos Virtuales o lo que
se conoce comúnmente como Realidad Virtual, permite al usuario observar el mundo real con
objetos virtuales superpuestos o compuestos con el mundo real, por lo cual, complementa la reali-
dad más que cambiándola completamente, dando al usuario la apariencia que los objetos reales y
virtuales coexisten en el mismo espacio.
Otra definición, dada por Milgram, Takemura, Utsumi & Kishino (1994), se refiere a la Realidad
Aumentada como lo “intermedio” entre los Entornos Virtuales que pueden ser completamente
sintéticos y la telepresencia que puede ser completamente real (Milgram & Kishino, 1994; Milgram
et al., 1994).
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Los autores ya mencionados indican que no solamente son necesidades del usuario sino que
también es una nueva forma o herramienta para realizar nuevos proyectos, se debe tener en cuenta
los estándares del sector en el que se desempeñan.
1.2 Características de la Realidad Aumentada y sus Aplicaciones
Para realizar la descripción del prototipo de Realidad Aumentada a implementar, sus funciones y
cómo debe desarrollarse, es necesario conocer las características principales que distinguen a la
Realidad Aumentada de otras tecnologías, así como las diferentes aplicaciones que puede tener y
distinguir el tipo de aplicación al que pertenece el prototipo.
De acuerdo con Azuma, los sistemas que utilizan Realidad Aumentada, comprenden tres
características principales (Azuma, 1997):
1. Combinación del mundo real con el mundo virtual.
2. Interacción en tiempo real.
3. Se registra en 3D (tres dimensiones).
Sin estas características mínimas, cualquier tecnología no se puede considerar como Realidad
Aumentada. Por esta razón, es necesario (al menos) un dispositivo que recolecte la información del
mundo real, un computador o una máquina que procese imágenes del Entorno Virtual y combine
esta información con la procedente del dispositivo, un medio en el cual se proyecten las imágenes
finales como por ejemplo un monitor o proyector, y en algunas aplicaciones, se necesitan mar -
cadores de papel con símbolos interpretados por un software que arroja diferentes resultados de-
pendiendo la configuración del marcador.
Otras características con respecto al aumento en Realidad Aumentada, son las que permiten agregar
objetos a un Entorno Real y el potencial de eliminarlos, y esto aplica tanto para objetos virtuales
como reales a la vista de un usuario (Azuma, 1997). Sin embargo, la capacidad de percibir el
entorno, no solamente se limita a imágenes y gráficos visuales, lo cual ha sido centro de atención
por mucho tiempo de los investigadores en esta área, también existe el potencial para aplicaciones
que capturan sonidos del mundo real y se sintetizan en el mundo virtual, además de accesorios para
incrementar el sentido táctil con guantes especiales.
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Con respecto a las aplicaciones que puede tener esta tecnología, la Realidad Aumenta cuenta con
un campo laboral muy amplio en el cual se ha utilizado desde hace algunos años en el desarrollo de
software para computadores y teléfonos móviles, que sirven para educar tanto alumnos como
docentes, utilizando recursos en actividades de diferentes asignaturas como matemáticas, ciencias e
idiomas etc., también en proyectos de entretenimiento como juegos interactivos para niños y
adultos, proyectos de cirugías, existen herramientas gratuitas de realidad aumentada que apoyan el
estudio de astronomía donde se pueden identificar las estrellas y todo lo relacionado con el tema
del espacio, la traducción de palabras que aparecen en imágenes, simulaciones de vuelos y
trayectos terrestres, servicios de emergencias militares en caso de evacuación o presencia de ene-
migos, aplicaciones industriales, diseño mecánico, diseño automotriz, publicidad y diseño arqui -
tectónico teniendo en cuenta esta aplicación en el presente trabajo se desarrollará un prototipo de
aplicación para visualización arquitectónica de residencias y edificaciones en 3D con Realidad Au-
mentada (Azuma, 1997; AMERICA LEARNING & MEDIA, 2010).
1.3 Diferencias entre la Realidad Aumentada y la Realidad Virtual (Virtual Reality)
La realidad virtual, es otro sistema tecnológico donde el usuario está involucrado completamente
con el mundo artificial y no visualiza u observa el mundo real. Teniendo en cuenta este sistema, en
la realidad aumentada, el usuario visualiza e interactúa con el mundo real y el virtual, utilizando la
combinación de los dos de forma natural. La diferencia entre los dos sistemas tecnológicos, está en
el manejo o tratamiento que le dan al mundo real y a la visión que tiene el usuario de su entorno
mediante la superposición de los objetos 3D virtuales.
Según Navarro y Guerra Ortegón (2010): “En definitiva, se podría decir que los sistemas de Rea-
lidad Aumentada llevan el computador al entorno de trabajo real del usuario, mientras que los
sistemas de Realidad Virtual intentan llevar el mundo real al interior del computador”.
La Realidad Virtual y la Realidad Aumentada se pueden asumir como paradigmas de interacción
que representan sistemas de interacción.
Mientras que la Realidad Virtual genera una experiencia más inmersiva en un entorno virtual donde
se presenta una sensación de presencia física directa, unos indicadores sensoriales en 3D y una
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interacción natural para manipular objetos virtuales, en la Realidad Aumentada el usuario puede
tener una experiencia más relacionada con el entorno exterior tomándolo como una entrada
implícita para mejorar la interacción entre el mundo virtual y el mundo real teniendo como
resultado una disminución del coste interactivo, es decir, la Realidad Virtual introduce al usuario a
un mundo virtual donde no cabe el mundo real, mientras que la Realidad Aumentad integra al
usuario a su mundo real y extiende su visión superponiendo o componiendo dentro de este, objetos
virtuales en 3D (Lorés & Gimeno, 2001).
1.4 Beneficios y Ventajas de la Realidad Aumentada Frente a la Realidad Virtual
La Realidad Aumentada se ha convertido en una tecnología muy diferente a la Realidad Virtual,
debido al amplio desarrollo que ha tenido a lo largo de los años. Por esta razón, vale la pena
explicar las ventajas y los beneficios que tiene la Realidad Aumentada comparada con la Realidad
Virtual, entre estas fortalezas se encuentran:
La Realidad Aumentada tiene un mejor sentido de la realidad, ya que la Realidad Virtual
estimula el mundo real de una máquina o un computador, dando la sensación de inmersión
al usuario debido al rol principal que tenga el Entorno Virtual, y el grado de simulación
define la realidad del mundo real. Sin embargo, la Realidad Aumentada funciona como una
“integración orgánica entre el mundo real y el Entorno Virtual” (Yang, 2011).
La Realidad Aumentada provee mejor interacción para el usuario, ya que en un Entorno
Virtual el usuario se encuentra en función pasiva, muy diferente con la Realidad
Aumentada que le da al usuario mayor actividad en su participación con el entorno, y por lo
tanto, provee mayor grado de interactividad (Yang, 2011).
1.5 Procesamiento de Imagen
Kato, (2006), explica los algoritmos de procesamiento en la librería ARToolkit, partiendo desde el
concepto de la posición de los marcadores con respecto a un plano de referencia, donde la posición
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de la cámara es fundamental para la detección de los marcadores y el procesamiento de los modelos
a visualizar (Véase Ilustración 1 ).
Ilustración 1. Sistemas de Coordenadas Estimados por Análisis de Imágenes (Kato, 2006).
2. Estado del Arte
2.1 Trabajos Relacionados en Diseños Arquitectónicos y Similares
En cuanto a aplicaciones de Realidad Aumentada para diseño arquitectónico y afines, encontramos
algunos trabajos, como por ejemplo, VOMAR (Billinghurst, Kato & Poupyrev, 2004), el cual utiliza
una interfaz tangible multiplexada en tiempo, es decir, a través de un medio simple de entrada
integrado por componentes físicos de la interfaz: un catálogo físico en papel con marcadores de
Realidad Aumentada, una paleta de cartón con un marcador y un pedazo largo de papel como
contenedor de objetos virtuales que simulan muebles en una residencia, como dispositivo de
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interacción, y como espacio de trabajo, respectivamente, los cuales permiten distintas funciones
para construir un escenario complejo e integrado por estos objetos; entre las funciones principales
de este trabajo se encuentran: aproximar la paleta a un objeto, inclinar la paleta para colocar un
objeto desde la misma hacia el catalogo, sacudir y golpear la paleta de un lado a otro, y mover un
objeto hacia otras partes del catálogo o el espacio de trabajo. También existió otra propuesta similar
al trabajo anterior, conocida como MIXDesign (Dias, Santos, Diniz, Monteiro, Silvestre & Bastos,
2002), cuyas funciones principales para editar objetos virtuales consistían en agregar estos objetos
a un entorno aumentado por medio de distintos marcadores de Realidad Aumentada asociados,
seleccionarlos y hacerlos visibles o invisibles, rotarlos, escalarlos, y moverlos de un lugar a otro
dentro del entorno de trabajo; esta aplicación estaba basada en un sistema que utilizaba VRML 97
(Web3D Consortium, 2012), junto con ArEditor (Dias, et al, 2002), ARToolKit (Kato, 2006) y otras
herramientas tecnológicas.
También existen otros trabajos con marcadores, como por ejemplo, MagicBook (Billinghurst, Kato,
& Poupyrev, 2001a; 2001b), el cual posee una interfaz de Realidad Aumentada transicional como si
el usuario estuviera leyendo un libro con un contenido gráfico enriquecido, es decir, con esta
propuesta es posible aprovechar las ventajas que ofrece el mundo real, la Realidad Aumentada
(vista exocéntrica) y el espacio virtual inmersivo (vista egocéntrica), permitiendo así un soporte de
tres niveles, incluso para ambientes de colaboración entre dos o más usuarios. Por lo tanto, los
usuarios pueden aprovechar completamente todas las ventajas del espectro de Realidad-Virtualidad
(Milgram & Kishino, 1994) ya que la discontinuidad entre el entorno virtual y el entorno real es
suprimida y la interacción humano-computador (HCI) es transparente para el usuario. Una de las
aplicaciones más notables compone un catálogo académico diseñado para enseñar a los arquitectos
cómo construir la famosa silla roja y azul de Gerrit Rietveld.
Un entorno en Realidad Aumentada no solamente funciona con interfaces tangibles de marcadores,
también existen otras propuestas que utilizan otras herramientas tecnológicas igualmente válidas
para la interacción, como por ejemplo, basadas en movimientos y gestos corporales, dispositivos de
bajo costo, multimodales, entre otras (Garrido & García-Alonso, 2009).
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III – DESARROLLO DEL TRABAJO
1. Desarrollo de las Fases Metodológicas
1.1 Desarrollo de la Revisión Bibliográfica
La revisión e inclusión de las referencias y la bibliografía encontradas para soportar todo el trabajo,
las realizamos desde la elaboración de la propuesta hasta la recomendación de trabajos futuros,
tanto en este documento como en los anexos. Cabe mencionar que utilizamos el Estándar APA
(American Psychological Association, 2010; Centro de Escritura Javeriano, n.d.) para incluir la
mayoría de referencias, y tuvimos en cuenta que estas fuesen las más citadas o las más relevantes.
1.1.1 Desarrollo del Marco Teórico
Decidimos desarrollar el marco teórico a partir de un documento anexo que contiene dos capítulos,
incluyendo en el segundo capítulo el estado del arte.
El primer capítulo del documento, se divide en cuatro secciones. La primera sección da una serie de
definiciones del concepto de Realidad Aumentada, propuestas por varios autores conocidos en el
área de la computación gráfica, y en particular, en interacción humano-computador. La segunda
sección muestra las principales características de la Realidad Aumentada y sus posibles
aplicaciones. La tercera sección contrasta las diferencias entre la Realidad Aumentada y la Realidad
Virtual, pese a que comparten características comunes (Milgram et al., 1994). La cuarta sección
explica las ventajas que implica el uso de la Realidad Aumentada como tecnología (véase sección 1
del capítulo II del presente documento).
1.1.2 Desarrollo Del Estado del Arte
El estado del arte fue desarrollado en el segundo capítulo del documento anexo “Marco teórico y
estado del arte”, el cual, se incluyó en el capítulo II del presente documento.
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En el estado del arte, mostramos los trabajos relacionados con respecto a aplicaciones utilizadas
para diseño arquitectónico y trabajos similares (véase sección 2 del capítulo II del presente
documento).
1.2 Desarrollo del Prototipo
En esta sección se explicó el desarrollo del prototipo funcional que permitió entender la tecnología
de la realidad aumentada, se elaboró el esquema del proceso productivo de negocio en visualización
arquitectónica 3D para la Empresa Nunber 3D Factory, se describió el diseño del sistema
correspondiente al prototipo y su implementación.
1.2.1 Desarrollo Del Documento de VisiónEl documento de visión se desarrolló para mostrar una visión general y soportar un análisis de
negocio de la Empresa Nunber 3D Factory, concordando con el Documento de Especificación de
Requerimientos de Software (SRS); por esta razón, surgió la necesidad de realizar bastantes reu-
niones con el Gerente, y según lo acordado en cada reunión, identificar las necesidades latentes del
negocio.
El Documento de Visión contiene nueve capítulos (Véase Anexo Documento de Visión):
1. Introducción, en la cual, se mostró el propósito y alcance del documento.
2. Posicionamiento, donde se explicó la oportunidad de negocio que tiene la Empresa con el
producto, el planteamiento del problema y su definición.
3. Descripción de los usuarios y stakeholders, la cual, se refirió a datos demográficos del
mercado, particularmente en el sector inmobiliario en los últimos dos años y la tendencia
futura del sector; también se realizó un resumen de los usuarios y los stakeholders
beneficiarios de la solución con sus perfiles, necesidades y ambiente; por último, se citó las
posibles alternativas y competencias del producto.
4. Descripción general del producto, donde se mostró la perspectiva del producto, sus
capacidades o funcionalidades con beneficios para el cliente, las suposiciones y
dependencias, así como las licencias y la instalación a tener en cuenta.
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5. Características del producto, las cuales corresponden a las funcionalidades explicadas con
mayor detalle en el Documento de Casos de Uso y en el Manual de Usuario (Véase Anexos
Documento de Casos de Uso, Manual de Usuario).
6. Restricciones del Producto: Técnicas, tecnológicas, de diseño, de dependencias, etc.
7. Escenarios de Calidad del Producto: Dan la pauta para identificar requerimientos no
funcionales del producto.
8. Otros requerimientos del Producto: Estándares aplicados, requerimientos del sistema,
requerimientos de desempeño y requerimientos de entorno.
9. Requerimientos de Documentación: Manual de Usuario, ayuda en línea, guías de
instalación y configuración, etiquetado y empaquetamiento.
1.2.2 Descripción del Proceso Productivo de la EmpresaSe decidió anexar en el presente documento, una descripción del proceso productivo en
visualización arquitectónica 3D de la Empresa Nunber 3D Factory, porque se consideró que fue
relevante para el desarrollo del trabajo y para todos los participantes en el proyecto.
Para ilustrar el proceso productivo de la Empresa, se utilizó algunas reglas sugeridas por la
metodología BPM (Business Process Management) y sus reglas de notación (Bizagi, 2012a; 2012b;
OMG, 2011). Además, se consultó un trabajo de grado desarrollado por el Ingeniero Daniel Silva
con ayuda del Ingeniero Oscar Chavarro, sobre gestión de proyectos de juegos de video, utilizando
BPMN (Business Process Management Notation) (Silva, 2009). Para la elaboración del diagrama,
se utilizó la herramienta Bizagi Process Modeler © (Bizagi, 2013).
El proceso productivo comienza con los clientes de la Empresa, quienes son: Profesionales en
Arquitectura, Diseño, Ingeniería Civil, Empresarios del Sector Inmobiliario y otros interesados en
Diseño Arquitectónico; como las Empresas Constructoras que realizan proyectos en estratos 4, 5, 6,
y 7. Ellos son los actores que le dan valor agregado al producto. También suministran listas de
materiales, referencias, planos 2D realizados en software de diseño asistido por computador, como
por ejemplo, AutoCAD© (Autodesk, 2013a), entre otras entradas, las cuales, ayudan a definir
requerimientos de negocio, y por lo tanto, contribuyen a generar un Guión de Animación
Interactiva.
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Si el cliente aprueba el guión, se le suministrará a un diseñador de modelos 3D, junto con las
texturas 2D en distintos formatos (JPEG, GIF, PNG, etc.) realizadas en un editor de imágenes
(GIMP©, Adobe Photoshop ©, Adobe Illustrator ©, etc.) y con el software necesario para realizar los
modelos 3D, el cual puede ser 3DStudio MAX© (Autodesk, 2013b), 3DStudio MAX Design©
(Autodesk, 2013c), Maya© (Autodesk, 2013d) o Blender © (Blender, 2013); con este software, el
diseñador realiza el modelado (construcción de formas y estructuras poligonales), texturizado
(mapeo de texturas en partes del modelo, incluyendo texturas con filtro o “baking textures”), ilu-
minación (adición de luces al modelo), renderizado (generación de una imagen a partir del mo-
delo para facilitar su procesamiento). El modelo 3D generado con estas características debe cumplir
con un formato estándar, como por ejemplo, OBJ (O´Reilly & Associates, 1996), el cual debe ir
acompañado de los materiales en formato MTL (Ramey, Rose & Tyerman, 1995), o incluso el mo-
delo puede estar en formato 3DS (Van Velsen, Fercoq, Pitts & Szilvasy, 1997), y en caso que con-
tenga nodos de animación, en formato FBX (Véase Suposiciones y Dependencias del Docu -
mento de Especificación de Requerimientos de Software).
Después, un Diseñador de Realidad Aumentada toma el modelo 3D, e integra y agrega
interactividad al modelo, en esta tarea ayuda bastante el proceso de creación de marcadores para
Realidad Aumentada (véase sección 1.2.5 del capítulo III del presente Documento). Con estos
marcadores, los modelos 3D, las listas de materiales y las texturas, un Desarrollador de Software en
Realidad Aumentada es el encargado de tomar estas entradas y de realizar cambios al prototipo JN-
yARchiTech® desarrollado en lenguaje Java (ORACLE, 2013), donde el Desarrollador tiene como
tarea, empaquetar el código en formatos ZIP y JAR.
Finalmente, la Empresa realiza pruebas de usabilidad con el cliente y realiza una evaluación del
prototipo o producto de software con el mismo, quien diligencia un cuestionario para dar su
concepto sobre la calidad del producto, el cumplimiento de las funcionalidades y los
requerimientos, estos soportes ayudan a elaborar una lista de correcciones y un informe de
resultados, con los cuales, la Empresa obtendrá retroalimentación para trabajos futuros y obtener
mayor valor en el proceso productivo.
Teniendo en cuenta la cotización del servicio, precios, tiempos de entrega pactados y condiciones
de pago que debe cumplir el cliente, este podrá utilizar la solución entregada en medio magnético
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(CD/DVD/USB), correo electrónico, e impresa, una vez haya sido aprobado el producto por el
cliente. También cabe mencionar que la Empresa también puede ofrecerle al cliente, el servicio de
alquiler de equipos, en caso que este no tenga para realizar las pruebas.
El Diagrama correspondiente a la descripción del Proceso Productivo, se muestra a continuación
(Véase Ilustración 2):
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1.2.3 Descripción del Producto
Esta sección contiene una descripción del producto, sus funcionalidades, las suposiciones y
dependencias a tener en cuenta al utilizar el prototipo y las licencias que se deben adquirir para su
correcto funcionamiento.
1.2.3.1 Perspectiva del Producto
JNyARchiTech® es un producto que le permite al usuario visualizar un modelo 3D, basado en
diseño arquitectónico de edificios, residenciales y corporativos e interactuar con los mismos,
utilizando herramientas y tecnologías de realidad aumentada, con el fin de satisfacer al cliente con
un producto nuevo en el mercado que sea fácil de usar.
1.2.3.2 Resumen de Capacidades
Capacidad Beneficio Para el Cliente
Visualizar un modelo arquitectónico en
3D sobre un marcador de Realidad
Aumentada.
Permite al usuario observar un modelo 3D,
utilizando herramientas de realidad aumentada.
Interactuar con el modelo 3D. Permite al usuario interactuar con el modelo 3D y el
uso fácil de la herramienta.
Controlar la posición y orientación de la
cámara.
Permite al usuario manejar la posición y
orientación de la cámara de acuerdo a su posición y
a la del marcador.
Incluir animación en el modelo 3D.
Ayuda al usuario a entender fácilmente el produc-
to. El modelo debe estar en un formato que sopor-
te animación. (Véase Suposiciones y Dependencias
del Documento de Especificación de Re-
querimientos de Software).
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Modificar partes del modelo 3D. Permite al usuario crear una escena interactuando
con varios marcadores, superponiendo o cambiando
de posición los modelos.
Modificar atributos en el modelo 3D.
Permite al usuario editar atributos del modelo 3D a
partir de un archivo de configuración como son: El
color, la textura, e iluminación. Luego, el usuario
puede visualizar estos cambios (Véase Manual de
Usuario).
Visualizar el interior del modelo 3D. Permite al usuario visualizar los interiores de un
modelo diseñado en 3D y verlos desde diferentes
ángulos y escalas.
Cargar el modelo 3D a partir de un
archivo.
El usuario puede visualizar e interactuar con un
modelo basado en un formato estándar (OBJ, 3DS)
que implique persistencia.
Tabla 2. Resumen de Capacidades.
1.2.3.3 Suposiciones y Dependencias
JNyARchiTech® cuenta con varias suposiciones y dependencias con las cuales se debe contar
para su correcto funcionamiento. A continuación se muestran las Suposiciones y Dependencias
(Véase Ilustración 3).
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Ilustración 3. Suposiciones y Dependencias
1.2.3.4 Licencias e Instalación
El prototipo funcional se desarrolló con el fin de apoyar el proceso productivo de visualización
arquitectónica en la Empresa Nunber 3D Factory; si este producto se utilizara para fines lucrativos
la Empresa tendría que realizar un Plan de Negocio para implementar esta nueva línea, se
consideraría establecer un valor económico para su utilización, por lo que esta herramienta se
considera de orden académico y se utilizó con este fin dentro de la asignatura de trabajo de grado en
la Pontificia Universidad Javeriana.
Para la instalación del prototipo, esta se debe encontrar disponible para ser descargada vía Internet
(Véase Manual de Instalación).
1.2.4 Desarrollo de Casos de Uso y Especificación de RequerimientosEl desarrollo de la especificación de requerimientos se realizó comenzando por definir los
requerimientos funcionales, para esto, se elaboró un Documento de Casos de Uso, el cual identifica
y describe las principales funcionalidades que debe tener el prototipo de software, asignando una
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prioridad para cada una (Véase anexo Documento Casos de Uso); al mismo tiempo, diseñamos un
Diagrama de Casos de Uso anexo a este documento (véase Ilustración 4):
Ilustración 4. Diagrama de Casos de Uso.
A partir de las definiciones de los Casos de Uso, se identificó los principales requerimientos
funcionales, los cuales, se incluyeron en la sección de Funciones del Producto del Documento de
Especificación de Requerimientos de Software (SRS) que contiene una descripción de las interfaces
con el usuario, el sistema, el hardware y el software; además, describe las características de los
usuarios, las restricciones técnicas y tecnológicas, y las suposiciones y dependencias a tener en
cuenta (Véase Anexo Documento Especificación de Requerimientos de Software). Este documento
tiene como anexos el Manual de Usuario (Véase Anexo Manual de Usuario), un documento con la
lista de requerimientos tanto funcionales como no funcionales y su porcentaje de implementación
(Véase Anexo Documento de Requerimientos JNyARchiTech ® ), y un documento con la Matriz de
Trazabilidad de los Requerimientos, donde se muestra las asociaciones de entrada y salida, su
estado, su relación con los componentes o clases de software, si está implementado o no, y si ha
sido probado o no (Véase Anexo Matriz de Trazabilidad JNyARchiTech ® ).
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1.2.5 Descripción del Proceso de Creación de Marcadores de Realidad AumentadaEntre los requerimientos solicitados por el Gerente de Nunber 3D Factory, se encontró elaborar un
marcador personalizado de Realidad Aumentada con el Logo de la Empresa, y que el prototipo
soporte dos o más marcadores en la misma aplicación, es decir, que cada marcador muestre un
modelo 3D diferente; esto con el fin de atraer aún más a los clientes promocionando la imagen y la
marca de la Empresa dispuesta a ofrecer soluciones creativas, variadas e “innovadoras”.
Debido a esto, surgió la necesidad de aprender el proceso de creación de marcadores de Realidad
Aumentada y aplicarlo en esta fase del trabajo. Para cumplir con estas tareas, se realizaron los pasos
sugeridos por los autores de la librería ARToolKit (Kato, 2006) y por un Diagrama de Procesos
correspondiente a esta misma librería, el cual, fue suministrado por nuestro director como guía
(Véase Anexo Diagrama de Procesos de ARToolKit), igualmente se consultó un sitio de soporte en
línea de ARToolWorks (ARToolWorks, 2010), el cual explica cómo crear estos marcadores y
probarlos. A continuación, se describe cómo fue realizado el proceso:
1. Se tomaron las imágenes de los Logos tanto de la Empresa Nunber 3D Factory como de la
Pontificia Universidad Javeriana en formato JPEG, las editamos usando el editor de
imágenes GIMP© (GIMP, 2012), para que su tamaño original fuese simétrico de 650 x 650
pixeles y de 1024 x 1024 pixeles respectivamente (Véase Ilustración 5). Luego, se creó una
cuenta en un servidor de imágenes en la Web y se cargó al servidor para poder utilizarlas en
el siguiente paso. Los enlaces para descargar las imágenes son:
http://s19.postimage.org/3sj8ohz1f/logo_nunber3d.jpg
http://s19.postimage.org/58ur6n1yb/logo_puj.jpg
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Ilustración 5. Imágenes de Logos de la Empresa Nunber 3D Factory y Pontificia Universidad Javeriana en Formato JPEG
2. Se encontró un enlace en la Web para generar marcadores en formato PDF (ROARMOT,
2006); por cada imagen se creó un marcador diferente, el cual, se guardó e imprimió más
adelante. En el campo URL de la sección ARTOOLKIT 2.x se ingresó el enlace de cada una
de las imágenes cargadas en el paso anterior y se dejó el tamaño predeterminado de 80
milímetros (8cm), luego se hizo clic en el botón Make Image Marker y automáticamente
apareció el marcador con la imagen correspondiente (Véase Ilustración 6); estos
marcadores están anexos a este Documento (Véase Anexos Marcadores de Realidad
Aumentada).
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Ilustración 6. Marcadores Creados en Formato PDF.
3. Luego de imprimir los marcadores en papel cartulina, se utilizó un programa ejecutable en
Windows: mk_patt.exe el cual aparece en la carpeta bin de la última versión de ARToolKit
(Kato, 2007), la cual corresponde al archivo ARToolKit-2.72.1-bin-win32.zip; esta utilidad
ayudó a generar los patrones de los marcadores a partir de una cámara Web, ingresando la
ruta del archivo con los parámetros de la cámara (Data/camera_para.dat) y luego el
nombre del archivo para guardar el nuevo patrón del marcador. También, es posible utilizar
un generador de marcadores utilizando una aplicación Web basada en tecnología Flash
(TAROTARO, 2009). Luego, se debe guardar el archivo del patrón generado
correspondiente al marcador, preferiblemente, con extensión .PATT (Véase Ilustración 7).
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Ilustración 7. Generador de Patrones Para Marcadores de Realidad Aumentada (TAROTARO, 2009).
4. Finalmente, fue posible hacer uso de los marcadores con sus respectivos patrones,
siguiendo las instrucciones del Manual de Usuario (Véase Anexo Manual de Usuario).
1.2.6 Diseño de software
El objetivo consistió en elaborar un Documento de Arquitectura de software SAD (Software
Architecture Document) el cual describe parcialmente algunos elementos del modelo 4+1 (Kru-
chten, 1995) para la versión 2.0 de JNyARchiTech® (Véase Anexo Documento SAD). Para docu-
mentar las vistas de casos de uso, lógica, física y de desarrollo, se generó tanto el Diagrama de Ca-
sos de Uso, como los Diagramas de Clases (Véase Ilustración 8), de Paquetes y de Despliegue, a
partir de algunas herramientas CASE: Visual Paradigm© (Visual Paradigm, 2013) y Enterprise
Architect© (SPARX SYSTEMS, 2000-2013) (Véase Anexos Diagrama de Clase, Diagrama de Pa-
quetes, Diagrama de Despliegue). La Vista de Procesos se propuso a partir del Diagrama de Proce-
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sos de ARToolKit suministrado por nuestro Director de Trabajo de Grado (Véase Anexo Diagrama
de Procesos de ARToolKit).
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Ilustración 8. Diagrama de Clases de JNyARchiTech®.
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1.2.7 Desarrollo de Versiones e Implementación del Prototipo Para la implementación del prototipo JNyARchiTech® en sus diferentes versiones, se tuvo en cuenta
algunos elementos del proceso de prototipos incrementales (Sommerville, 2005, pp. 66-68) y de
reutilización de código fuente (Ambler, 2005-2012).
Al inicio del proyecto, se investigó algunas librerías o soluciones de código fuente abierto (open
source) como ARToolKit (Kato, 2007) y NyARToolKit (MIT License, 2012), las cuales podríamos
usar como base para conseguir nuestra primera prueba de concepto, y las herramientas o entornos
de desarrollo que podríamos usar y soportaban estas soluciones, como por ejemplo: Visual Studio
2010 (MICROSOFT, 2013) y NetBeans (ORACLE, 2012). Optamos por elegir la librería
NyARToolKit basada en otras librerías como Java3D, Java Media Framework (JMF), Java OpenGL
(JOGL), y Java FX (Véase Anexo Manual de Instalación), por las siguientes razones (Walsh &
Gehringer, 2001):
Java es un lenguaje de programación orientado a objetos y de alto nivel. Por lo tanto, sus
APIs o librerías son más familiares con los desarrolladores, y permiten crear aplicaciones
sofisticadas usando menor cantidad de tiempo que con APIs o librerías de bajo nivel de
abstracción.
Permite a los desarrolladores pensar el qué y no el cómo de las soluciones, generando una
experiencia bastante visual e interactiva para ellos.
El Mundo virtual puede ser creado gracias a su habilidad para maximizar los recursos
gráficos y de procesamiento.
Java permite un alto rango de aplicaciones gráficas, entre ellas, Visualización de Productos.
Después de tomar la decisión de usar Java, se investigó sobre algunos tutoriales que podrían servir
para instalar las herramientas. La experiencia de esta tarea, sirvió para elaborar el Manual de
Instalación, el cual, explica cómo instalar el prototipo, compilarlo y ejecutarlo (Véase Anexo
Manual de Instalación).
Se logró implementar la Prueba de Concepto “Universal” del Cubo de Colores (Véase Ilustración
9), la cual dio como resultado la Versión “Cero” del prototipo final y punto de partida para el
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desarrollo e implementación del mismo. A continuación, se menciona el progreso y la evolución de
cada una de las versiones del prototipo, hasta llegar a lo que es en la actualidad (Véase Tabla 3).
Ilustración 9. Prueba de Concepto con Cubo de Colores (Davison, 2010).
Versión Prototipo Avances/cambios de código Fecha de entrega (año 2012)
CeroPrueba de Concepto: Cubo de
Colores 3D en Windows XP. Mayo 8
0.1Superposición de figuras geo-
métricas al Cubo de Colo-
res.
Junio 22
0.2
Persistencia de un modelo 3D
en formato OBJ con in-
teracción inmersiva por medio
de mouse pad y teclado so-
bre el modelo (rotación, tras-
Junio 25
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lación, zoom in, zoom out).
1.0
Adición de luz y texturas en
formato JPG sobre una parte
del modelo 3D.
Adición de varias texturas en
distintos formatos (JPEG,
GIF) sobre diferentes partes
del modelo 3D.
Se realizó pruebas con los
marcadores personalizados
de Nunber 3D Factory y la
Pontificia Universidad
Javeriana.
Julio 2 / Julio 4
1.x
Se modificó la apariencia del
modelo 3D, agregando
transparencia.
Se agregó texturas al
modelo 3D, usando como
referencia una lista de
materiales en formato MTL.
Creación del archivo de
configuración con los
parámetros de la cámara, del
marcador, del modelo 3D y
Agosto 13
Agosto 22 / Agosto 30
Septiembre 20 / Septiembre 21
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de las texturas en formato
JPEG.
La aplicación solicita al
usuario que ingrese el
archivo de configuración y
asigna automáticamente las
texturas en el modelo. Septiembre 28
JNyARchiTech®(v_0.1)Se utilizó una nueva versión
basada en multimarcadores:
MultiNyAR (Davison, 2010)
funcionando en Windows 7
(Esta versión soporta dos mar-
cadores) con dos modelos 3D
como pruebas de concepto: un
robot en formato 3DS y una
vaca en formato OBJ. Se
incluyó la librería NCSA
Portfolio (MASON, 2008).
Octubre 3
JNyARchiTech® (v_0.2)Se probó la versión 0.1 en
Windows XP con los mismos
modelos 3D.
Octubre 12
JNyARchiTech® (v_1.0)El prototipo reconoce otro
marcador y modelos distintos a
los anteriores (Prueba con
marcadores personalizados) a
partir del archivo de
configuración incluyendo otros
parámetros para los modelos
en formato OBJ (escala y
archivo de coordenadas).
Octubre 26
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JNyARchiTech® (v_1.1)Se incluyó la librería
Inspector3ds (Wright, 2003)
para cargar modelos en
formato 3DS con texturas y
materiales.
Octubre 27
JNyARchiTech® (v_1.2)Se modificó el archivo de
configuración y se cargó el
modelo de prueba
correspondiente al primer piso
de una casa en formato 3DS.
Octubre 29
JNyARchiTech® (v_1.3) Se agregó un tercer mar-
cador al prototipo.
Se incluyó una imagen de
fondo para la escena
(background).
Se implementó interacción
inmersiva.
Octubre 30
JNyARchiTech® (v_1.4)Continuación de la anterior
versión (parte 2).
Implementación la
interacción inmersiva
directamente en la vista y no
en la escena.
Octubre 31
Noviembre 1
JNyARchiTech® (v_1.5)El programa pregunta al
usuario si desea interacción
inmersiva o no.
Noviembre 2
JNyARchiTech® (v_1.6) Se agregó un cuarto mar-
cador al prototipo.
Se incluyó otro modelo co-
rrespondiente al segundo
piso de una casa sin techo
en formato 3DS.
Noviembre 7
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JNyARchiTech® (v_1.7)
Se incluyó otro modelo co-
rrespondiente a la casa com-
pleta con techo en formato
3DS.
Probamos otro archivo de
configuración incluyendo los
modelos de misma casa en
formato OBJ.
Noviembre 10
JNyARchiTech® (v_2.0)
[Prototipo final]
Modificamos la selección del
usuario para el modo de
interacción inmersiva.
Modificamos algunos
mensajes de error y
excepciones.
Incluimos otros modelos
corregidos de la casa con
mayor iluminación.
Anexamos Manual de
Usuario.
Diciembre 4
Tabla 3. Evolución del Prototipo Final JNyARchiTech®.
Durante el desarrollo de prototipo, también se diseñaron varios modelos tomados de casos de
estudio reales de la Empresas Nunber 3D Factory y Constructora Carvajal S.A.S. para visualizar
diferentes residencias y sus exteriores en los formatos OBJ y 3DS. Para realizar los diseños,
utilizamos 3DStudio MAX 2012© (AREA Digital Entertainment & Visualization Community,
2012), 3DStudio MAX Design 2010© (Autodesk, 2013) y SketchUp© (Trimble, 2013). Sin em-
bargo, tuvimos problemas durante el desarrollo de estas actividades y en el desarrollo del proto-
tipo final (véase sección 2 del capítulo III de este documento). Además, utilizamos la librería Java
Advanced Imaging (JAI) (ORACLE, 2006) para soportar los formatos de imagen de las texturas.
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1.3 Desarrollo de las Recomendaciones a la Empresa
1.3.1 Elaboración del Documento de Pruebas
Se elaboró un documento de pruebas, en el cual, se propuso realizar pruebas de calidad,
correspondientes a los escenarios de calidad propuestos en el documento de visión (Véase Anexo
Documento de Visión).
Entre estas pruebas, se realizaron evaluaciones de métricas de usabilidad para aplicaciones de
Realidad Aumentada (Farinazzo, Valdeviesso, Barbosa, Makihara, Nakahishi & de Paiva
Guimarães, 2012), basadas en las heurísticas de Nielsen (Nielsen, 1993); luego, se elaboró una
descripción donde clasificamos 13 métricas para que fuesen evaluadas por usuarios expertos y un
cuestionario de usuario (Véase Ilustración 10). En el documento de pruebas incluimos el
cuestionario completo de 19 preguntas (Véase Anexo Documento de Pruebas).
Nombre (opcional):________________________________________________ Edad: _____
1) ¿Usted se mantenía informado de lo que estaba sucediendo?a) Síb) No
2) ¿Tiene instrucciones de uso?a) Síb) No
3) ¿Cómo calificaría usted la claridad de las instrucciones de uso?a) Demasiado buenab) Buenac) Regulard) Malae) Demasiado mala
4) ¿Cómo calificaría usted el indicador de progreso del prototipo?a) Demasiado buenob) Buenoc) Regulard) Maloe) Demasiado malo
5) ¿Cómo calificaría usted la visibilidad de los objetos (GUI, interfaz de texto, etc.) del prototipo?a) Demasiado buenab) Buenac) Regulard) Malae) Demasiado mala
6) ¿Cómo calificaría usted el lenguaje del prototipo?a) Demasiado buenob) Buenoc) Regular
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d) Maloe) Demasiado malo
OBSERVACIONES, COMENTARIOS Y SUGERENCIAS:
Ilustración 10. Cuestionario de Usuario (Farinazzo, et al., 2012).
1.3.2 Proceso de Validación con Usuarios Expertos y Pruebas de CalidadLuego de elaborar el documento de pruebas, se realizó la validación con usuarios expertos a partir
del cuestionario de usuario elaborado previamente (Véase Anexo Documento de Pruebas). Esta
validación se realizó entre cinco (5) personas expertas en los temas de arquitectura, diseño y
negocios en medios audiovisuales (Véase Ilustración 11). Los resultados de la validación y las
respuestas a este cuestionario, se encuentran en el informe de resultados (Véase Anexo Resultados
de la Evaluación de la Usabilidad).
Ilustración 11. Validación del Prototipo con Usuarios Expertos
Se realizaron pruebas de calidad a partir de los escenarios de calidad y algunos requerimientos no
funcionales (Véase Anexo Documento de Resultados de Pruebas de Calidad).
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2. Limitaciones y Problemas Encontrados Durante el Desarrollo
Durante el desarrollo del trabajo de grado, se presentaron diferentes problemas que causaron
bastante pérdida de tiempo y retraso en las actividades, así como también, nos vimos obligados a
justificar las limitaciones, suposiciones y restricciones durante el proyecto y en los resultados. A
continuación, explicamos los problemas y las soluciones o medidas que tuvimos que tomar al
respecto por cada fase del proyecto durante los dos periodos semestrales de 2012:
Tanto la instalación de la cámara web (VGA) como de la versión “Cero” del prototipo
utilizando NyARtoolKit, no pudimos realizarlas en Windows 7 durante el primer semestre
de 2012; tuvimos que realizar las instalaciones en un computador con sistema operativo
Windows XP (Service Pack 2), pero incluso tuvimos problemas usando máquinas virtuales
en Windows 7. El siguiente semestre, se descubrió que este problema se debía al conflicto
que se presenta en las cámaras integradas de algunos computadores, por lo cual tuvimos que
utilizar un programa gestor de dispositivos, como YouCam (CyberLink, 2013). para que
funcionara la cámara en una máquina real con Windows 7.
Se perdió tiempo por motivos de fuerza mayor, imprevistos en el estudio o el trabajo y
calamidades domésticas que nos obligaron a postergar algunas actividades, incluso algunas
reuniones de trabajo con el Director de Trabajo de Grado.
Tuvimos algunos problemas en decidirnos al inicio del proyecto, cuál herramienta de
desarrollo y cuál lenguaje de programación utilizar, finalmente elegimos la opción del
lenguaje Java (ORACLE, 2013) en NetBeans (ORACLE, 2012), debido al conocimiento que
se tiene, ya que la universidad utiliza este lenguaje.
Se presentaron problemas con la resolución de la cámara, y con los modelos diseñados para
cargar en el prototipo. Nos ocurrió una experiencia interesante con el modelo de prueba que
intentamos cargar y no fue posible porque consumió los recursos del equipo de cómputo.
Decidimos ajustar la cámara para una resolución de 320x240 pixeles, y diseñar algunos
modelos más pequeños con menos polígonos para realizar las pruebas (Véase Ilustración
12).
Las últimas semanas tuvimos inconvenientes para reunirnos con un grupo focal de expertos,
por lo que nos vimos en la necesidad de realizar los cuestionarios de forma individual.
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También se observó que la iluminación fue un factor que afecto la detección de los
marcadores con respecto a la cámara.
Ilustración 12. Modelo de Prueba
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IV - RESULTADOS Y REFLEXIÓN SOBRE LOS MISMOS
Durante el proceso de diseño de software, presentamos los diagramas generados por este proceso
(véase Ilustraciones 13 y 14):
Ilustración 13. Diagrama de Paquetes de JNyARchiTech®.
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Ilustración 14. Diagrama de Despliegue de JNyARchiTech®.
El proceso de desarrollo dio como resultado un prototipo funcional que soporta exclusivamente
cuatro marcadores de Realidad Aumentada y cada uno muestra un modelo diferente (Véase
Ilustración 18, 20, y 22) con las funcionalidades mínimas descritas en el documento de casos de uso
y en la lista de requerimientos (Véase Anexos Documento de Casos de Uso y Lista de
Requerimientos de JNyARchiTech ® ).
A continuación se describen los resultados de las pruebas de calidad por cada marcador
representado en un modelo diferente los cuales muestran el uso de Recursos de Computo, la
Velocidad de Funcionamiento y los Errores de Precisión (Véase Anexo Documento de Resultados
de Pruebas de Calidad e Ilustraciones 15, 16, 17, 19, 20, 23, 24 y 25).
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Ilustración 15. Uso de Recursos de Cómputo para todos los Modelos, imágenes en Pantalla del
Prototipo JNyARchiTech®
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Ilustración 16. Uso de Recursos de Cómputo por cada Marcador
NUNBER 3D JAVERIANA HIRO KANJI1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.2
TAMAÑO USO RAM (GigaBytes)
TAMAÑO USO RAM (GigaBytes)
Ilustración 17. Tamaño de Uso de Memoria RAM por cada Marcador
Ilustración 18. Imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®,Primer Nivel
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Ilustración 19. Uso de Recursos, imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®,Primer Nivel
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Ilustración 20. Imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®, Segundo Nivel
Ilustración 21. Uso de Recursos, imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®,Segundo Nivel
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Ilustración 22. Imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®,
Casa Modelo
Ilustración 23. Uso de Recursos, imágenes en Pantalla del Prototipo JNyARchiTech®,Casa Modelo
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Ilustración 24. Velocidad de Funcionamiento por Marcador en Cuadros por Segundo (FPS).
Ilustración 25. Error de Precisión por Marcador.
JNyARchiTech® se encuentra disponible para descargar con licencia de uso en el enlace: http://
sourceforge.net/p/jnyarchitech/wiki/Home/
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Según el proceso de validación del prototipo final JNyARchiTech® (Véase Sección 1.3.2 del
Capítulo III del Presente Documento), obtuvimos respuesta a cinco cuestionarios por diferentes
usuarios expertos, todos adultos de diferentes edades, involucrados en las áreas de arquitectura,
diseño y negocios en medios audiovisuales, incluyendo el gerente de la Empresa Nunber 3D
Factory. A continuación mostramos los resultados correspondientes a (3) tres métricas de usabilidad
(Véase Ilustración 26):
Ilustración 26. Resultado de Métricas de Usabilidad.
Cabe mencionar los siguientes comentarios que nos hicieron los expertos sobre algunas de las
métricas:
El usuario logra utilizar intuitivamente el prototipo después de leer las instrucciones del
manual de usuario. Además, nos recomendó mejorar las luces de los modelos para que
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fueran más realistas y corregir la posición de los modelos como si fueran maquetas reales y
sugirió utilizar un dispositivo HMD para generar mayor inmersión.
El prototipo tiene muy buenas posibilidades de ayuda para desarrollar y entender los
diferentes aspectos que comprenden este tipo de información y proyectos de diseño
arquitectónico.
El manual de usuario es claro y conciso a la hora de identificar los pasos y resolver las
dudas que se presenten en cualquier momento de la ejecución del prototipo. Además,
mencionó que existe una coherencia entre el movimiento de los marcadores y los modelos,
al ser captados por la cámara.
Nota: Para saber más detalles sobre los cuestionarios diligenciados por los expertos, (Véase
Anexo de Cuestionarios de Usuarios).
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V – CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS
1. Conclusiones
De acuerdo con los objetivos específicos propuestos en el proyecto, podemos decir que tanto estos
objetivos como el objetivo general, los hemos cumplido satisfactoriamente, ya que realizamos la
entrega de los productos, especialmente, el prototipo funcional, que sirvió para dar recomendacio-
nes a la Empresa Nunber 3D Factory en su utilización para una posible y nueva línea de negocio,
teniendo en cuenta que no se realizó el Plan de Negocio. Sin embargo, a pesar de los problemas
presentados durante el desarrollo, y teniendo en cuenta las evaluaciones realizadas por los usuarios
expertos y las pruebas de calidad, concluimos que:
Es posible implementar nuevas funcionalidades y mejorar las que se encuentran
implementadas parcial o totalmente en el prototipo, siguiendo las sugerencias de los
usuarios finales o de expertos en métricas de usabilidad.
Sugerimos realizar una reunión presencial con un grupo focal de varios arquitectos o
expertos en diseño y medios audiovisuales como stakeholders o relacionados directamente
con la Empresa Nunber3D (mínimo 4 personas, máximo 20) para que realicen una
evaluación más detallada y completa del prototipo con el fin de darle mayor valor, ya que
los cuestionarios los realizamos solamente con 5 usuarios que no estuvieron
simultáneamente reunidos en el mismo lugar y realizando la evaluación individualmente.
La métrica de usabilidad con mayor grado de severidad (Nielsen, 1993) corresponde al
tiempo de reconocimiento de un objeto virtual o tiempo de respuesta. Sin embargo, esta
métrica no corresponde a los requerimientos mínimos funcionales del prototipo.
Las métricas de usabilidad con mayor aceptación correspondieron a la documentación de
las instrucciones de uso desde el manual de usuario, la posibilidad de usar comandos
universales en la interacción, la coherencia entre los objetos virtuales y los marcadores, la
comprensión del propósito del prototipo y el posicionamiento de dos o más objetos
virtuales en la escena utilizando varios marcadores de Realidad Aumentada.
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Después de realizar varias pruebas de calidad con diferentes referencias de papel como:
Papel fotográfico, opalina y cartulina tamaño carta nos dimos cuenta que el papel cuando es
liso refleja la luz y el brillo de la luz hace que el algoritmo de detención del marcador falle,
la conclusión es que el sistema necesita utilizar marcadores en papel mate y no brillante;
finalmente se decidió trabajar con la cartulina.
Se observó que la iluminación si afecta en el momento de realizar las pruebas de calidad y
también afecta el rendimiento del sistema, dependiendo de las características del hardware
utilizado.
Una de las conclusiones al medir el Error de Precisión que la cámara tiene al detectar los
marcadores muestra que la medida con un nivel de iluminación de 35 lux (bombillo de 36
Voltios con balastro) este es mucho más alto comparando la medición digital y la medición
análoga en este caso; mientras que en la medida con 50Lux (luz Natural), el margen de
error es mucho más bajo que en el caso anterior.
Según las mediciones realizadas con respecto a la velocidad de funcionamiento del
prototipo en términos de cuadros por segundo: FPS (Frames per Second) se pudo observar
que estas mediciones superan los 10 FPS y no sobrepasan los 30 FPS.
La introducción de este nuevo producto en la nueva línea de negocio de la Empresa Nunber
3D Factory, implica un gran impacto en el sector de la construcción.
Realizando cambios y mejoras a este prototipo funcional, concluimos que sería muy útil ya
que así puede generar comodidad, innovación, calidad y eficiencia.
2. Recomendaciones
Las recomendaciones que se hacen para que otros estudiantes interesados en desarrollar trabajos de
grado y proyectos de aplicación práctica en el área de computación gráfica, principalmente
aplicaciones que utilizan Realidad Aumentada, tengan éxito y cumplan sus objetivos, son las
siguientes:
Instalar las herramientas de software y hardware antes de iniciar el proyecto, para no tener
problemas en el futuro con los requerimientos no funcionales.
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Elaborar pruebas de concepto de la aplicación o el producto de software que piensen
implementar con suficiente tiempo de anticipación. Esto ayuda a entender mejor el
problema a resolver.
Evitar retrasos en el cronograma e imprevistos innecesarios, ya que consumen bastante
tiempo el cual puede ser útil para cumplir con las actividades propuestas, incluyendo las
reuniones con el director de proyecto.
Realizar la investigación del marco teórico y el estado del arte desde la propuesta, antes de
iniciar el proyecto, para entender mejor el contexto.
Utilizar herramientas libres para ahorrar tiempos y costos en desarrollo de software.
Tener precaución con la mantenibilidad del prototipo, especialmente con los cambios futu-
ros que afecten sus funcionalidades; ya que esto puede impactar al proceso de negocio de
visualización arquitectónica en la Empresa Nunber 3D Factory.
Se necesitan equipos de cómputo con mayores capacidades de recursos y por lo tanto una
inversión futura a mediano y largo plazo en este aspecto.
La capacitación del personal de la Empresa Nunber 3D Factory, será fundamental para el
éxito de la nueva línea de negocio y se recomienda elaborar un de Plan de Negocio para
poner en marcha esta línea.
Recomendamos a los Estudiantes del Departamento de Ingeniería de Sistemas y a la Facultad de
Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana, promover la participación de otros estudiantes en
eventos académicos, como por ejemplo, el Congreso Latinoamericano en Informática, y el
Congreso Colombiano de Computación, ya que pueden encontrar información valiosa y actualizada
que complemente sus labores académicas y profesionales.
3. Trabajos Futuros
Como posibles trabajos a futuro, observamos que las aplicaciones de Realidad Aumentada no
solamente tienen un potencial para el sector académico, sino también para el sector comercial y
todos sus subsectores.
Algunos estudiantes de la Carrera de Ingeniería de Sistemas podrían desarrollar mejoras al prototipo
JNyARchiTech®, agregando nuevas funcionalidades y características, como por ejemplo: sombras,
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luces, animación 3D, mapeo de texturas en distintos formatos, interacción con sensores de
movimiento y dispositivos de última generación (Kinect, Wii U, Project Glasses, etc.), aplicaciones
móviles (Android, iOS, Windows Phone, etc.), interfaces tangibles (Touch Screen), captura
automática y procesamiento de imágenes, renderización y edición de modelos, e incluso poder
explorar oportunidades en computación de alto desempeño.
Quien esté interesado en la gestión de procesos y proyectos, podría desarrollar un trabajo similar al
realizado por Daniel Silva (Silva, 2009), pero enfocado a proyectos de desarrollo de aplicaciones
de Realidad Aumentada.
También es posible desarrollar trabajos interdisciplinares con estudiantes de las otras Carreras de
Ingeniería, Arquitectura, Diseño Industrial, Comunicación Social y Audiovisual, Artes Visuales,
Administración de Empresas, Medicina e incluso Pedagogía, al interior de la Universidad, con el fin
de buscar nuevos horizontes.
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VI - REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA
1. Referencias
Ambler, S. W. (2005-2012). Types of Reuse in Information Technology. Ambysoft, Inc.
Recuperado de http://www.ambysoft.com/essays/typesOfReuse.html
AMERICA LEARNING & MEDIA. (2010). 13 aplicaciones de realidad aumentada. Recuperado
de http://www.americalearningmedia.com/component/content/article/69-tester/264-13-
aplicaciones-de-realidad-aumentada
American Psychological Association (APA). (2010). Publication Manual of the American Psycho-
logical Association (6th Ed.). Washington D.C.: British Library.
AREA Digital Entertainment & Visualization Community. (2012). Autodesk 3ds Max Community.
Autodesk, Inc. Recuperado de http://area.autodesk.com/3dsmax2012
Articad. (2013). ArtiCAD Ltd. Recuperado de http://www.articad.cc/articad/kitchen-bedroom-bath-
room-design-software.html/
ARToolWorks. (2010). Creating and training new ARToolKit markers. MediaWiki. Recuperado de
http://www.artoolworks.com/support/library/Creating_and_training_new_
ARToolKit_markers
AR Solutek Informática. (2009). Proyecto Realidad Aumentada / Augmented Reality Project (AR).
Bogotá, Colombia: Solutek Informática. Recuperado de http://
www.solutekcolombia.com/aplicaciones_realidad_aumentada.htm
Azuma, R. (1997, August). A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual
Environments, 6 (4), 355-385. doi: 10.1.1.35.5387.
Autodesk. (2013). AutoCAD 2013. Autodesk, Inc. Recuperado de http://usa.autodesk.com/autocad/
Página 59
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
Ingeniería de Sistemas Memoria de Trabajo de Grado – Takina - CIS1210TK01
Autodesk. (2013). 3ds Max 2013. Autodesk, Inc. Recuperado de http://www.autodesk.es/adsk/serv-
let/pc/index?siteID=455755&id=14626995
Autodesk. (2013). 3ds Max Design 2013. Autodesk, Inc. Recuperado de http://usa.autodesk.com/
adsk/servlet/download/item?siteID=123112&id=16324352
Autodesk. (2013). Autodesk Maya. Autodesk, Inc. Recuperado de http://usa.autodesk.com/maya/
Autodesk. (2013). Autodesk 3ds Max Design 2010 Documentation. Autodesk, Inc. Recuperado de
http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/item?
siteID=123112&id=12755191&linkID=10809927
Billinghurst, M., Kato, H., & Poupyrev, I. (2001, October). The MagicBook: A Transitional AR
Interface, Computers & Graphics, 25 (5), 745-753. doi: 10.1.1.100.2194.
Billinghurst, M., Kato, H., & Poupyrev, I. (2001, May). The MagicBook - Moving Seamlessly
between Reality and Virtuality. IEEE Computer Graphics and Applications, 21 (3), 6-8.
doi: 10.1109-38.920621.
Billinghurst, M., Kato, H., & Poupyrev, I. (2004). Tangible Augmented Reality. Recuperado de
http://vrsj.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/ic-at/papers/2004/Tutorial/T1-1.pdf
Bizagi. (2012). BPMN 2.0 EJEMPLO Bizagi Process Modeler. Recuperado de http://www.bizagi.-
com/docs/BPMNbyExampleSPA.pdf
Bizagi. (2012). Guía de Referencia BPMN. Recuperado de http://www.bizagi.com/docs/BPMN
_Guia_de_Referencia_ESP.pdf
Bizagi. (2013). Bizagi Process Modeler Version 2.4. Recuperado de http://www.bizagi.com/index.-
php?option=com_content&view=article&id=95&Itemid=107
Blender. (2013). Blender 2.65. Blender, XS4ALL. Recuperado de http://www.blender.org
Cardoza, U. (2010, 9 de marzo). Texto básico de geometría descriptiva para arquitectura. Nicara-
gua: Facultad de Arquitectura, Universidad Nacional de Ingeniería. Recuperado de
Página 60
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
http://www.slideshare.net/ROMBICO/texto-bsico-de-geometra-descriptiva-para-arquitec-
tura
Centro de Escritura Javeriano. (n.d.). Normas APA. Recuperado el 31 de enero de 2013 de http://
portales.puj.edu.co/ftpcentroescritura/Recursos/Normasapa.pdf
Chavarro, I. (Productor). (2012, 18 de julio). ReelIvanCh2012Final [Video]. NUNBER 3D
FACTORY Recuperado de http://www.youtube.com/watch?v=WbnMbWMhqF8
Chirivi, E., Quiroz, O., & Rodríguez, D. (2011). Perspectivas del Mercado de Vivienda Nueva y del
Sector Edificador en 2012. ¿Continuará la fiesta? (Informe Económico No. 33). Recupe-
rado del sitio de internet de la Cámara Colombiana de la Construcción: http://
camacol.co/sites/default/files/secciones_internas/Informe%20Econ%C3%B3mico%20-
%20Dic11-%20No.33.pdf
CyberLink. (2013). YouCam 5. CyberLink Corporation. Recuperado de http://www.cyberlink.com/
products/youcam/overview_en_US.html?&r=1
Czarnecki, K. (2006). Software Life - Cycle and Process Models . Recuperado de https://ece.uwater-
loo.ca/~se464/06ST/lecture/02_life-cycle-models.pdf
Davison, A. (2010). Augmented Reality with NyARToolKit. En Killer Game Programming in
Java, O´Reilly Media. Recuperado de http://fivedots.coe.psu.ac.th/~ad/jg/ch165/augReali-
ty .pdf
Dias, J. M. S., Santos, P., Diniz, N., Monteiro, L., Silvestre, R., & Bastos, R. (2002). Tangible Inter-
action for Conceptual Architectural Design. Augmented Reality Toolkit, The First IEEE
International Workshop. Doi: 10.1109/ART.2002.1106951.
Farinazzo Martins, V., Valdeviesso Soares, L. Barbosa Mattos, V., Makihara, E. L., Nakahishi
Pinto, R., & M. de Paiva Guimarães. (2012, Octubre). Métricas de Usabilidade para Apli-
cações de Realidade Aumentada. XXXVIII Conferencia Latinoamericana En Informática
(CLEI 2012), Medellín, Colombia. Recuperado de http://clei.org/proceedings/2012-XXX-
VIII-Conferencia-Latinoamericana-En-Informatica-(CLEI).zip
Página 61
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
Ingeniería de Sistemas Memoria de Trabajo de Grado – Takina - CIS1210TK01
GIMP. (2012). GIMP for Windows. The GIMP Team. Recuperado de http://www.gimp.org/down-
loads/
Garrido, R. & García-Alonso, A. (2009). Técnicas de Interacción para Sistemas de Realidad
Aumentada. Unidad de Construcción y Desarrollo del Territorio, LABEIN - Tecnalia,
Parque Tecnológico de Bizkaia; UPV-EHU, Facultad de Informática, Sebastián -
Gipuzkoa. Recuperado de http://www.sc.ehu.es/ccwgamoa/pub/apero/AP-
RealidadVirtual/08_JOREVIR_Garrido.pdf?iframe=true&width=95%&height=95%
IEEE Technology Management Council España. (2013). Realidad Aumentada: Nuevas TICs en tu
mano. España: IEEE. Recuperado de http://sites.ieee.org/spain-tmc/2011/09/13/realidad-
aumentada-nuevas-tics-en-tu-mano
Innova Tecno (2013). Realidad Aumentada. Centro de Realidad Virtual. Innova Tecno, Soluciones
TIC avanzadas. Recuperado de http://www.innovatecno.com/TextoRA.php
Kato, H. (2006) Inside ARToolKit. Hiroshima City University. Recuperado de http://www.hi-
tl.washington.edu/artoolkit/Papers/ART02-Tutorial.pdf
Kato, H. (2007) ARToolKit 2.72.1. SOURCEFORGE.NET. Recuperado de http://sourceforge.net/
projects/artoolkit/files/artoolkit/2.72.1/
Kulas, H., Vuorenoja, L., & Mattilas, I. (n.d.) Prototype. Recuperado el 31 de enero de 2013 de
http://www.cs.uta.fi/re/Prototype.pdf
Kruchten, P. (1995, November). Architectural Blueprints – The ”4+1” View Model of Software
Architecture. IEEE Software, 12(6), 42-50. Recuperado de http://www.cs.ubc.ca/~gregor/
teaching/papers/4+1view-architecture.pdf
Lorés, J., & Gimeno, J. M. (2001). Metáforas, estilos y paradigmas. Universidad de Lleida, Recu-
perado de http://ldc.usb.ve/~abianc/materias/ci4325/libro/03Metafo.pdf
MASON. (2008). NCSA Portfolio Java3D Libraries. Evolutionary Computation Laboratory,
George Mason University. Recuperado de http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/ncs-
aportfolio/
Página 62
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
Metaio. (2013). AR Software for Kiosks & Presentations. Metaio Design. Metaio GmbH. Recupe-
rado de http://www.metaio.com/software/design/
MICROSOFT. (2013). Visual Studio. Microsoft Corporation. Recuperado de http://msdn.microso-
ft.com/es-es/vstudio/default.aspx
Milgram, P., Takemura, H., Utsumi, A., & Kishino, F. (1994, October 31 – November 4). Aug-
mented Reality: A Class of Displays on the Reality-Virtuality Continuum. SPIE Proceed-
ings: Telemanipulator and Telepresence Technologies, 2351, 282-292. doi:
10.1.1.83.6861.
Milgram, P., & Kishino, F. (1994, December). A Taxonomy of Mixed Reality Virtual Display.
IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D (9), 1321-1329. doi:
10.1.1.102.4646.
MIT License. (2012). NyARToolkit for Java. SOURCEFORGE.JP. Recuperado de http://sourcefor-
ge.jp/projects/nyartoolkit/releases/?package_id=7512
Navarro, R. E., & Guerra Ortegón, C. E. (2010, julio). Recursos didácticos para la educación a dis-
tancia: hacia la contribución de la realidad aumentada. Ide@s CONCYTEG 5 (61), 702-
715. Recuperado de http://www.redem.org/boletin/files/
61052010_RECURSOS_DIDACTICOS _EDUCACION_A _DISTANCIA.pdf
Nielsen, J. (1993). Usability Engineering. Academic Press, Cambridge.
Object Management Group (OMG). (2011, Enero). Business Process Model and Notation (BPMN).
Version 2.0. Object Management Group, Inc. Recuperado de www.omg.org/spec/BPMN/
2.0/
ORACLE. (2006). Java Advanced Imaging. Oracle Corporation. Recuperado de http://download.ja-
va.net/media/jai/builds/release/1_1_3/
ORACLE. (2012). NetBeans IDE Features. Oracle Corporation. Recuperado de http://
netbeans.org/features/java/javase.html
Página 63
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
Ingeniería de Sistemas Memoria de Trabajo de Grado – Takina - CIS1210TK01
ORACLE. (2013). Oracle Technology Network for Java Developers. Oracle Corporation. Recupe-
rado de http://www.oracle.com/technetwork/java/index.html
Ortega, K., Quiroz, O., Sarmiento, V., & Torres, J. (2012). Lo que se avecina para la actividad
edificadora. Perspectivas de cierre de 2012 y panorama para 2013. (Informe Económico
No. 42). Recuperado del sitio de internet de la Cámara Colombiana de la Construcción:
http://camacol.co/sites/default/files/secciones_internas/Informe%20Econ%C3%B3mico
%20-%20Dic2012-%20No%2042.pdf
Ortemberg, M. (1999-2013). La confusión entre el proceso de venta y el proceso de diseño.
ARQUBA.COM. Recuperado de http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/
marketing-para-arquitectos/
O´Reilly & Associates, Inc. (1996). Wavefront OBJ Specification. Encyclopedia of Graphics File
Formats. Recuperado de http://netghost.narod.ru/gff/vendspec/waveobj/obj_spec.txt
Publicaciones Semana S.A. (2011, 25 de mayo). La casa ocupada. DINERO.COM. Recuperado de
http://www.dinero.com/caratula/edicion-impresa/articulo/la-casa-ocupada/119958
Ramey, D., Rose, L., & Tyerman, L. (1995). MTL material format (Lightwave, OBJ). Alias Wave-
front, Inc. Recuperado de http://paulbourke.net/dataformats/mtl/
ROARMOT. (2006). ARTOOLKIT MARKER MAKER. Recuperado de http://www.roarmot.co.nz/
ar/
Silva, D. (2009). Guía metodológica para la gestión de proyectos de juegos de video utilizando
BPMN (Tesis de Pregrado). Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
Sommerville, I. (2005). Ingeniería de software. (7ma. ed.). Prentice-Hall.
SPARX SYSTEMS. (2000-2013). Enterprise Architect 10. Sparx Systems Pty Ltd. Recuperado de
http://www.sparxsystems.com/products/index.html
SQA (2007). Incremental Prototyping. Reino Unido: SQA.ORG. Recuperado de http://www.sqa.or-
g.uk/e-learning/IMAuthoring01CD/page_09.htm
Página 64
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
TAROTARO. (2009). Marker”s” Generator Online Released!. Wordpress Entries (RSS) and Com-
ments (RSS). Recuperado de http://flash.tarotaro.org/blog/2009/07/12/mgo2/
The Ethereal Game Factory. (2012). Armenia, Colombia. Recuperado de http://www.etherealgf.-
com/
Trimble. (2013). SketchUp. 3D for Everyone. Trimble Buildings. Recuperado de http://www.ske-
tchup.com/intl/en/download/gsu.html
Van Velsen, M., Fercoq, R., Pitts, J., & Szilvasy, A. (1997). 3D-Studio File Format (.3ds). Auto-
desk Ltd. Recuperado de http://www.martinreddy.net/gfx/3d/3DS.spec
Vision AR+ Colombia. (2013). VISION AR. TOTAL IMMERSION. Recuperado de http://www.vi-
sion-ar.com
Visual Paradigm. (2013). Visual Paradigm for UML 10.1. Recuperado de http://www.visual-para-
digm.com/product/vpuml/
Walsh, A. E., & Gehringer, D. (2001). JAVA 3D API Jump-Start. Sun Microsystems, Prentice-Hall
PTR Jump Start Series.
Web3D Consortium. (2012). VRML and Related Specifications. Recuperado de http://www.web3-
d.org/x3d/specifications/vrml/
Wright, J. (2003). Inspector 3DS / 3DS Loader Documentation. Starfire Research. Recuperado de
http://www.mnstarfire.com/download/inspector3ds.html
Yang, R. (2011, Julio 11-13). The Study and Improvement of Augmented Reality Based on Feature
Matching. IEEE 2nd International Conference on Software Engineering and Service Sci-
ence (ICSESS), 586 – 589. doi: 10.1109/ICSESS.2011. 5982388.
ZIO Studios SAS. (2012). Brainz games. Bogotá, Colombia. Recuperado de http://zio.co/
Página 65
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
Ingeniería de Sistemas Memoria de Trabajo de Grado – Takina - CIS1210TK01
2. Bibliografía
Abascal, J., & Moriyón, R. (2002). Tendencias en Interacción Persona Computador. Revista Iberoameri-
cana de Inteligencia Artificial. 6(16), 9-24. Recuperado de http://redalyc.uaemex.mx/pdf/
925/92561602.pdf
Agudelo Toro, A. (2005). Modelo de Contexto para Realidad Aumentada. Revista Universidad EAFIT. 41,
(138), pp. 44-64. Recuperado de: http://publicaciones.eafit.edu.co/index.php/revista-universidad-ea-
fit/article/viewFile/856/762
Alcarria, C. (2010). Desarrollo de un sistema de Realidad Aumentada en dispositivos móviles. (Tesis de
pregrado). Escuela Superior de Ingeniería Informática, Universidad Politécnica de Valencia, Espa-
ña. Recuperado de http://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/8597/PFC%20%20Desarrollo%20de
%20un%20sistema%20de%20Realidad%20Aumentada%20en%20dispositivos%20m%C3%B3vile-
s.pdf
Ball, D., & Mirmehdi, M. (1999). A Prototype Hotel Browsing System Using Java3D (proceeding). IEEE
International Conference on Information Visualization, 464-469. doi: 10.1109/IV.1999.781597
Barba, E., & MacIntyre, B. (2011). A Scale Model of Mixed Reality (proceeding). C&C’ 11 Proceedings
on the 8th ACM Conference on Creativity and cognition, 117-126. doi: 10.1145/2069618.2069640
Behzadan, H., & Kamat, V. R. (2005, April). Visualization of Construction Graphics in Outdoor Aug-
mented Reality (UMCEE Report No. 05-09). WSC´05 Proceedings of the 37th conference on Winter
simulation, 1914-1920.
Billinghurst, M., Cheok, A., Kato H., & Prince, S. (2002). Real World Teleconferencing. Computer
Graphics and Applications, IEEE, 2(6), 11-13. doi: 10.1109/MCG.2002.1046623
Billinghurst, M., & Kato, H. (2002). Collaborative Augmented Reality. Communications of the ACM –
How the virtual inspires the real, 45(7), 64-70. doi: 10.1145/514236.514265
Página 66
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
Brooks Jr., F. P. (1999, November). What’s Real About Virtual Reality? IEEE Computer Graphics and
Applications, 19(6), 16-27. doi: 10.1109/38.779723
Davison, A. (2010). Loading and Manipulating External Models en Killer Game Programming in Java, O
´Reilly Media. Recuperado de: http://fivedots.coe.psu.ac.th/~ad/jg/ch9/chap9.pdf
Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). (2012, Julio). Indicadores Económicos
alrededor de la Construcción. (Comunicado de Prensa, I Trimestre de 2012). Recuperado de
http://www.dane.gov.co/files/investigaciones/boletines/pib_const/cp_ieac__Itrim12.pdf
Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). (2012, Octubre). Indicadores Económicos
alrededor de la Construcción. (Comunicado de Prensa, II Trimestre de 2012). Recuperado de
http://www.dane.gov.co/files/investigaciones/boletines/pib_const/cp_ieac__IItrim12.pdf
Fernández Santago, R., González Gutiérrez, D., & Remís García, S. (2010) Realidad Aumentada. Escuela
Politécnica de Ingeniería de Gijón, Universidad de Oviedo. Recuperado de: http://156.35.151.9/
~smi/5tm/10trabajos-teoricos/5/RealidadAumentada.pdf
González Tardón, C. ( 2 0 0 6 ) . Interacción con Seres Simulados. Nuevas Herramientas en Psi-
cología Experimental. En Fernández-Caballero, A., Manzano, M.G., Alonso, E., & Miguel, S.
(Eds.). Una Perspectiva de la Inteligencia Artificial en su 50 Aniversario. (pp. 438-439). Albacete:
Universidad de Castilla - La Mancha.
Gordon, G., Billinghurst, M., Bell, M., Woodfill, W., Kowalik, B., Erendi, A., & Tilander, J. (2002). The
Use of Dense Stereo Range Data in Augmented Reality (proceeding). Proceedings of the IEEE and
ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR 2002)’, IEEE, 14-23.
Human Interface Technology Laboratory, New Zealand. (2010). BuildAR Tutorial. Making Augmented
Reality Accesible For Everyone. Recuperado de: http://www.buildar.co.nz/downloads/BuildAR_Tu-
torial_PDF2_en.pdf
Página 67
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
Ingeniería de Sistemas Memoria de Trabajo de Grado – Takina - CIS1210TK01
Inglobe Technologies. (2013). AR-media ™. Inglobe Technologies S.r.l. Recuperado de: http://www.in-
globetechnologies.com/en/products.php
Inglobe Technologies Srl. (n.d.). La Realidad Aumentada en el Futuro del Mundo Editorial. Perspectivas
y Oportunidades White Paper. Recuperado de: http://www.inglobetechnologies.com/docs/whitepa-
pers/AR_editoria_whitepaper_es.pdf
Kawasaki, G. (2004). The Art of the Start. Penguin Group Inc., New York.
Klawonn, F. (2008). Introduction to Computer Graphics Using Java 2D and 3D. London: Springer-Ver-
lag.
Larsson, F. (2011). Project Report. Augmented Reality with ARToolKit. Lund Institute of Technology.
Recuperado de http://www.maths.lth.se/matematiklth/personal/petter/rapporter/artoolkit3.pdf
Milgram, P., & Kishino, F. (1994, Dec.). A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. IEICE Transac-
tions on Information Systems. E77-D,(12), 1321-1329. Recuperado de http://
etclab.mie.utoronto.ca/people/paul_dir/IEICE94/ieice.html
Pinhanez, C. (2001). Augmenting Reality with Projected Interactive Displays (proceeding). Proceedings
of the International Symposium on Virtual and Augmented Reality (VAA’01), Trinity College,
Dublin 21-22 June 2001, 93-100. doi: 10.1.1.15.5355
Ribera Turró, M. (2005, Noviembre-Diciembre). Evolución y tendencias en la interacción persona-ordena-
dor. El profesional de la información, 15(6), 414-422. Recuperado de: http://www.elprofesionalde-
lainformacion.com/contenidos/2005/noviembre/3.pdf
Rolland, J. P., Holloway, R. L., & Fuchs, H. (1995, December 21). A comparison of optical and videosee-
through head-mounted displays (proceeding). SPIE, Telemanipulator and Telepresence Technolo-
gies, 2351, 293-307. doi: 10.1117/12.197322
Página 68
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado –Aplicación práctica
Ruiz, A., Urdiales, C., Fernández-Ruiz J.A., & Sandoval, F. (n. d.). Ideación Arquitectónica Asistida
mediante Realidad Aumentada. Recuperado de: http://www.ugr.es/~jafruiz/ideacion%20asistida
%20realidad%20aumentada.pdf
Salles Dias, J. M., i Capo, A. J., Carreras, J., Galli, R., & Gamito, M. (2003, September). A4D: Aug-
mented Reality 4D System for Architecture and Building Construction. CONVR 2003. Recuperado
de http://dmi.uib.es/~ajaume/recerca/CONVR2003.pdf
Schumann, H., Burtescu, S., & Siering, F. (1998). Applying Augmented Reality Techniques in the Field
of Interactive Collaborative Design. Lecture Notes in Computer Science, 1506, 290-303. Doi:
10.1.1.30.8775
Slabaugh, G. (n.d.). Computing Euler angles from a rotation matrix. Recuperado de: http://www.soi.city.a-
c.uk/~sbbh653/publications/euler.pdf
Thomas, B., Piekarski, W., & Gunther, B. (1999). Using Augmented Reality to Visualise Architecture De-
signs in an Outdoor Environment (proceeding). Design Computing on the Net. doi: 10.1.1.19.2467
Van Krevelen, D. W. F., & Poelman, R. (2010). A Survey of Augmented Reality Technologies, Applica-
tions and Limitations. The International Journal of Virtual Reality. 9(2), 1-20. Recuperado de
http://kjcomps.6te.net/upload/paper1%20.pdf
Wagner, D. & Barakonyi, I. (2003). Augmented Reality Kanji Learning (proceeding). Proceedings of the
Second IEEE and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR ’03),
335-336. Doi: 10.1109/ISMAR.2003.1240747
Woods, E., Mason, P., & Billinghurst, M. (2003). MagicMouse: an Inexpensive 6-Degree-of-Freedom
Mouse (proceeding). Proceedings of the 1st international conference on Computer graphics and
interactive technique in Australasia and South East Asia, 285-286. doi: 10.1.1.6371
Página 69
Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008
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VII - ANEXOS
Anexo 1. Glosario
Anexo 2. Post-Mortem
Anexo 3. Documento de casos de uso
Anexo 4. Documento de visión
Anexo 5. Documento SRS
Anexo 6. Lista de requerimientos JNyARchiTech
Anexo 7. Matriz de trazabilidad
Anexo 8. Documento SAD
Anexo 9. Documento de pruebas
Anexo 10. Cuestionarios de usuarios
Anexo 11. Prototipo JNyARchiTech®
Anexo 12. Diagramas
Anexo 13. Marcadores de Realidad Aumentada
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Anexo 14. Resultado de Pruebas de Calidad
Anexo 15. Resultado de la Evaluación de la Usabilidad
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