Diseño e implementación de un juego matemático de disparos en 3d y análisis de los dispositivos interacción de 2d y 3D



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CONCLUSIONES



  1. Como se revisó en la escritura del documento, la tecnología de la realidad virtual tiene muchos usos en el campo educativo. Esta nueva manera de representar el mundo real ha tenido iniciativa desde 1980, demostrando que contextualmente su utilización tiene muchos beneficios e impacto en los usuarios, por esta razón se debe comenzar a explotar esta tecnología. Aunque, por el momento los costos para implementar una aplicación de este tipo sean altos, en el futuro se espera que dichos costos sean menores.

  2. En el desarrollo del juego se vio la necesidad de mejorar la precisión del puntero del tracker por lo que fue necesario implementar dos modelos de calibración. La primera calibración involucró al sensor con la distorsión de sus valores. La segunda calibración involucró al sensor con la navegación en la proyección. La calibración estática mejoró la lectura de los valores del tracker. Antes de la calibración el error mínimo promedio era de 0,49 cm, ahora con la función de calibración se redujo a 0,27 cm.

  3. En lo referido al análisis de la interacción en el juego implementado se demostró en los resultados que los usuarios prefirieron utilizar el guante con el sensor para este tipo de juegos. Además, se comprobó que el juego es más divertido con un grado de comodidad normal entre los usuarios. También, se mencionó que el guante es menos exacto que el mouse. Entre los participantes, el 86,7% hizo referencia que les resultó difícil usar el guante.

  4. El problema enfrentado en el análisis de resultados se debe a la poca experiencia que tienen los usuarios con los dispositivos de realidad virtual. La contrariedad encontrada se puede minimizar haciendo que el usuario gane más experiencia con los dispositivos. Un ejemplo similar sucede con el Wii, al principio las personas tienen que adaptarse al control para poder manejarlo bien.

  5. En cuanto al análisis de la eficiencia de los dispositivos de interacción con el entorno virtual, se demostró que el tiempo de respuesta medido con el guante es mayor con 9 segundos en comparación al tiempo medido con el mouse. Los factores que afectan este resultado es la cantidad de información que se procesa y el OSG no optimiza los recursos para cargar la información.


RECOMENDACIONES



  1. Los proyectos de realidad virtual donde se usa rastreador electromagnéticos suele ser poco preciso debido a muchos factores, se recomienda seguir con la investigación sobre la calibración del mismo para obtener un error mínimo menor que el encontrado aquí. Una sugerencia para reducir el error en la lectura del tracker es utilizar ajuste con polinomios de grado 5. Con este método el error se reduce 4 veces su valor real [46].

  2. Para poder mejorar el desarrollo de ambientes virtuales en un menor tiempo, se recomienda analizar otras herramientas diferentes a las utilizadas en este proyecto. Una de las herramientas recomendadas que pudimos investigar durante la creación de este proyecto es Alice [50], que es un programa de fácil desarrollo de ambientes virtuales. Además, de permitir integrar con módulos los diferentes dispositivos de realidad virtual.

  3. El guante utilizado en el desarrollo del juego no es el más óptimo para ser usado. Como la medida del guante es estándar, cuando trata de leer los gestos de una mano pequeña, los datos no concuerdan con el gesto indicado. Se recomienda tener otro tipo de guante que permita la aceptación de toda talla de manos.










ANEXOS









ANEXO A.-Dispositivos de Realidad Virtual



Los dispositivos físicos que forman parte de un sistema de realidad virtual son los que estimulan los sentidos (vista, oído, tacto) del usuario para poder mejorar la inmersión hacia el mundo virtual.

Existen diferentes tipos de dispositivos usados en la realidad virtual, a continuación describimos los principales agrupados por el estímulo sensorial que involucran [21].



Dispositivos de Visión


Los seres humanos interpretamos en una mayoría las imágenes, es decir que somos visuales. Es por eso que la RV se esfuerza en ofrecer una experiencia visual lo más real posible. Entre los dispositivos de visión tenemos:

  • Gafas Estereoscópicas


Las gafas estereoscópicas son hechas de cristal líquido y tienen mucho parecido a un par de anteojos. Estas gafas vienen con un fotosensor incorporado, que es el encargado de leer las señales de la computadora. La computadora le envía una señal a los lentes para indicar a cual lado del lente (derecho o izquierdo) se debe de pasar luz. Cuando pasa luz a través del lente izquierdo se emite el lado izquierdo de la escena, lo mismo sucede con el lado derecho, así se construye la escena estereoscópica.

Las gafas son inalámbricas, lo que las hace fáciles de usar, sin embargo su campo de vista es limitado por lo que el usuario debe ver fijamente la pantalla para ver la escena tridimensional (figura A.1).





Figura A.1. Gafas estereoscópicas

  • Head Mounted Display (HMD)


El HMD o casco virtual está formado por una pantalla que se presenta en frente de cada ojo de la persona todo el tiempo. El casco cubre casi toda la cabeza de la persona por lo que se consigue una mayor inmersión en el mundo virtual. Algunos de estos cascos incorporan audífonos con sonido estéreo y un tracker que permite sensar el movimiento de la cabeza.

El casco funciona de la misma manera que lo hace la computadora con las gafas: dos imágenes son proyectadas, una en cada pantalla para el ojo izquierdo y el ojo derecho (figura A.2).




Figura A.2. Head Mounted Display

Dispositivos Auditivos


El sonido es una parte importante dentro de los sistemas de RV puesto que el sonido incrementa la capacidad perceptiva del hombre. Además ha sido demostrado que “usar sonido para proporcionar información alternativa o suplementaria a un usuario de computadora puede grandemente aumentar la cantidad de información que ellos pueden ingerir” [22]. El sonido puede aportar información fuera del campo de visión y del espacio, permitiendo que la experiencia sea más convincente.

El sonido se puede reproducir mediante audífonos colocados en un HMD o en unos parlantes tipos “teatro en casa” para que los efectos del sonido en 3D y estéreo puedan reproducirse de manera adecuada.

Se pueden reproducir dos tipos de sonido en un ambiente virtual: el sonido 3D y el sonido estéreo. El sonido en 3D puede ser colocado en cualquier lugar del ambiente virtual mientras que el sonido estéreo necesita un lugar específico entre el lado izquierdo y el lado derecho.

El sonido debe de ser realista en el momento de inmersión. Resulta muy difícil representar el sonido del mundo real, por lo que algunos investigadores sugieren utilizar sonidos pregrabados.



Dispositivos Táctiles


El ser humano tiene la capacidad de percibir diferentes tipos de sensaciones relacionadas con lo táctil, y cada tipo de sensación se encuentra asociado a un grupo específico de terminaciones nerviosas. Un tipo de sensación es la que nos permite saber cuando un objeto es pesado o liviano, es duro o blando; a este tipo se le llama realimentación cinética que es la que se siente en los músculos o tendones. Otro tipo de sensación es la que nos permite saber la textura de los objetos; a este tipo se le llama realimentación táctil que es la que se siente en la piel.

Para simular estas sensaciones se han creado varios dispositivos, pero uno de los más nombrados es el Phantom [23]. El Phantom es similar a un brazo mecánico, cuando el usuario manipula un objeto dentro del mundo virtual, este dispositivo se encarga de hacer “sentir” que éste es pesado, liviano, rugoso, liso. Todo esto es posible gracias a los motores que se activan para oponer resistencia a los movimientos que hace el usuario (figura A.3).




Figura A.3. Dispositivos Táctiles

Dispositivos de interacción


Los dispositivos de interacción sirven para navegar dentro del mundo virtual de forma intuitiva y fácil para el usuario. Existen varios dispositivos de este tipo, generalmente emiten señales a la computadora para luego ser mapeadas y realizar alguna función específica.


Los guantes virtuales permiten interactuar directamente con los objetos del mundo virtual. Existen diferentes modelos de guantes dependiendo a la forma como recolecta sus datos. Todos los guantes cuentan con dispositivos que recogen señales para saber que dedos se encuentran flexionados, es así como se reconoce los gestos de agarrar, señalar, soltar, etc. Basta con que el usuario realice un gesto en el mundo real y en el mundo virtual se reflejará como una acción (figura A.4).


Figura A.4. Guante Virtual



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