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VALEN GÓMEZ JÁ[email protected]
DPTO. ING. GEOGRÁFICA Y TÉCN. EXPRESIÓN GRÁFICA
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Curso de formación sobre la enseñanza de las matemáticas
CEP LAREDO Y CEP SANTANDER
27-28 marzo 2017
Realidad Aumentada en las aulas:
Aplicación a las Matemáticas
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OBJETIVOS DE ESTA CHARLA
27-28 marzo 2017Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC)
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• Conocer un poco mejor el concepto de Realidad Aumentada
• Indagar acerca de dónde encontrar algunas herramientas de Realidad Aumentada
• Descubrir algunas, solo algunas, de sus algunas experiencias, principalmente para la docencia de las matemáticas
• Aprender a encontrar recursos docentes y aplicaciones adicionales
• Aprender a generar un experimento de RA sencillo
DEFINICIONES
27-28 marzo 2017Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC)
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REALIDAD AUMENTADA o MIXTA
La Realidad Aumentada (RA) es una
tecnología que combina escenas
reales con imágenes o modelos
virtuales, manteniendo contacto con
el mundo real a la vez que se
interactúa con los objetos virtuales y,
por tanto, se suplementa o enriquece
la realidad.
REALIDAD VIRTUAL
La Realidad Virtual (RV) es el uso de
sistemas de gráficos por ordenador
combinados con varios dispositivos e
interfaces para conseguir un efecto
de inmersión en un entorno digital 3D
interactivo.
DEFINICIONES
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REALIDAD AUMENTADA o MIXTA
DEFINICIONES
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REALIDAD VIRTUAL
ALGUNAS HERRAMIENTAS
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Niveles de Realidad Aumentada
• Nivel 0 – Hiperenlaces en el mundo físico.
• (Códigos QR)
• Nivel 1 – Realidad Aumentada basada en marcadores.
• (Marcas fiduciales)
• Nivel 2 – Realidad Aumentada markerless.
• (Imágenes, fotos, paisajes, escenas reales)
• Geolocalización
• Nivel 3 – Visión aumentada.
• Google Glass
• Lentillas de RA
• Hololens, etc.
EVOLUCIÓN
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EVOLUCIÓN
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HOLOLENS (Microsoft)
Un ejemplo de lo que se puede hacer hoy en día en Realidad Aumentada:
https://www.youtube.com/watch?v=qym11JnFQBM
EVOLUCIÓN
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Google CARDBOARD
Otro ejemplo MUCHO MÁS ASEQUIBLE de la RA de hoy en día:
https://vr.google.com/cardboard
MOTIVACIÓN
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POR QUÉ LA REALIDAD AUMENTADA EN EL AULA EN EL AULA
• Aumento de la motivación del alumno
• Motivación intrínseca
• Motivación extrínseca
• Aumento de la motivación del PROFESOR
• Ayuda a la comprensión
• Acercamiento a las NNTT
• Utilización de dispositivos móviles con carácter educativo
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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Hannes Kaufmann, Dieter Schmalstieg, Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality, Computers & Graphics, Volume 27, Issue 3, June 2003, Pages 339-345, ISSN 0097-8493, http://dx.doi.org/10.1016/S0097-8493(03)00028-1. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0097849303000281)
Hannes Kaufmann. 2002. Construct3D: an augmented reality application for mathematics and geometry education. In Proceedings of the tenth ACM international conference on Multimedia (MULTIMEDIA '02). ACM, New York, NY, USA, 656-657. DOI=http://dx.doi.org/10.1145/641007.641140
Construct3D (2002-03)Aplicación con visualización y edición mediante HMDs = Head Mounted Display
Conjunto básico de funciones para la construcción de primitivas (puntos, líneas, planos, cubos,
esferas, cilindros y conos). Incluye funciones sobre dichas primitivas, como intersecciones,
perpendiculares, simetrías y toma de medidas. Edición mediante operaciones booleanas para el
aprendizaje de intersección de curvas y superficies de segundo orden. Construcción de curvas
especiales (secciones cónicas, B-Splines) y superficies complejas (cuádricas, y superficies B-Spline).
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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Hannes Kaufmann. Dynamic Differential Geometry in Education. Journal for Geometry and Graphics Volume VOL
(YEAR), No. NO, 1–13.
Construct3D (2009)
HMDs
Augmented reality application which introduces differential geometry in educational dynamic geometry software. New functionality such as a Frenet frame, center and circle of curvature in arbitrary curve points, and others were implemented. Dynamic geometry allows to study differential geometric properties under movement. Using this tool
we developed examples which enable teachers and learners to intuitively explore properties of interesting curves, to visualize contact of higher order between curves and surfaces, to construct Meusnier’s sphere, Dupin’s indicatrix and more.
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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Una app para estudiar poliedros con Realidad Aumentada, con los siguientes objetivos:
• aprender razonando cómo calcular áreas y volúmenes
• mejorar la percepción espacial 3d
• descubrir más de 50 cuerpos geométricos de forma completamente interactiva y manipulable.
Arloon Geometry
http://www.educaciontrespuntocero.com/recursos/geometry-una-app-para-estudiar-poliedros-con-
realidad-aumentada/24467.html
http://www.arloon.com/apps/arloon-geometry/
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Códigos QR y Realidad Aumentada en el aula de matemáticas es una experiencia de RA en el
aula, de Eva Perdiguero Garzo, quien ha llevado a cabo la experiencia con su alumnado de
matemáticas de Primer Curso de Bachillerato a partir del segundo trimestre del curso 2013/2014 en
el IES Ribera del Bullaque, de Porzuna, en Ciudad Real.
Utiliza el software JUNAIO para visualizar animaciones generadas con GeoGebra:
- Problemas de derivadas
- Representación y estudio de funciones
- Optimización de funciones
Códigos QR y Realidad Aumentada en el aula de matemáticas
http://www.educacontic.es/blog/educacontic-podcast-37-codigos-qr-y-realidad-aumentada-en-el-
aula-de-matematicas
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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El trabajo busca que el niño arme una serie de bloques lógicos que se le presenta mediante un
juego y debe armar la serie según los criterios de color, forma y tamaño.
El trabajo en este último subsistema se baso en la detección de movimiento en 4 regiones:
• La Primera de color
• La segunda de tamaño
• La tercera en la de forma
• La cuarta la de selección de orden (tenemos 3 figuras) de izquierda a derecha 1, 2 y 3.
Subsistema de manejo de los Bloques Lógicos (Perú, 2011)
https://conocimientoysistemas.wordpress.com/tag/realidad-aumentada-matematica
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Subsistema de manejo de los Bloques Lógicos
https://conocimientoysistemas.wordpress.com/2013/11/18/realidad-aumentada-aplicada-a-la-matematica/
Alumnos de primer grado de primaria en México:
– Clasificación de objetos.
– Seriación de objetos.
– Representación de la cardinalidad de un conjunto de objetos.
– Identificación de números ordinales.
– Identificación de la relación “mayor que”, “menor que”, “igual que”
– Sumar y restar de números.
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P. Esteban, J. Restrepo, H. Trefftz, J. E. Jaramillo, and N. Álvarez, “La realidad aumentada: un espacio para la comprensión de conceptos del cálculo en varias variables”, XVI Simposio Iberoamericano de enseñanza Matemática, Matemáticas para el siglo XXI, 15, 16 y 17 de septiembre de 2004, Castellón, España.
Cálculo en varias variables (Colombia, 2004)
• Estudio de diversos conceptos del cálculo en varias variables aplicados a superficies de la forma z = f(x, y).
• Intersección de planos con superficies y visualización de las trazas que se forman.• Superficies con las cuales se puede interactuar para comprender los parámetros
de las ecuaciones en coordenadas cilíndricas y esféricas.
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E. Rivera Caspa, L. B. Quispe de la Cruz, and C. A. Montalvo Yarnold, “Realidad aumentada e
inteligencias múltiples en el aprendizaje de matemáticas”, Concurso de Proyectos Feria
Tecnológica IEEE INTERCON 2011, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú, 2011.
Math4Life (Perú, 2011)
Ejercicios matemáticos para Tercero de Primaria en Perú. En primer lugar se detalla el problema a resolver el cual debe leer o puede escuchar, luego el alumno arrastra los números y operaciones que necesita al área de cálculo donde realizara la solución de las operaciones necesarias, al obtener su respuesta, habilitara la cámara web y se mostrara al sistema su respuesta mediante los Marcadores los cuales se proyectaran en realidad aumentada.
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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Una experiencia personal aplicada a la Ingeniería Mecánica
GÓMEZ-JÁUREGUI, V., MANCHADO, C., OTERO, C. (2015) “An Experiment with Augmented Reality applied to
Education in Graphic Engineering”. Proceedings of the XXV International Conference On Graphic
Engineering. 17-19 June 2015, (San Sebastián). ISBN 978-84-8081-464-5. Pg. 237-246.
ALGUNAS EXPERIENCIAS
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Una experiencia personal aplicada a la Ingeniería Mecánica
GÓMEZ-JÁUREGUI, V., MANCHADO, C., OTERO, C. (2015) “An Experiment with Augmented Reality applied to
Education in Graphic Engineering”. Proceedings of the XXV International Conference On Graphic
Engineering. 17-19 June 2015, (San Sebastián). ISBN 978-84-8081-464-5. Pg. 237-246.
ALGUNAS HERRAMIENTAS
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Realidad aumentada CON marcadores
Nos permite representar fotos, videos, imágenes y animaciones 3D
(p.ej., Aumentaty Author + Aumentaty Viewer)
ALGUNAS HERRAMIENTAS
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Realidad aumentada SIN marcadores
Las marcas son fotos o imágenes,
representando la figura 3D sobre las
mismas. Esta tecnología permite también
incorporar botones virtuales. (p.ej.,
Aumentaty VSearch o Aurasma)
ALGUNAS HERRAMIENTAS
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Realidad aumentada CON geoposicionamiento
Mediante el hardware de los smartphones (GPS, brújula,
acelerómetro, ADSL).
Permite visualizar los puntos de interés (POIs) que se encuentran
alrededor y acceder a información relacionada con los mismos.
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http://author.aumentaty.com
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Prueba de Aumentaty como usuario (Aumentaty Viewer)
Las escenas en RA han sido creadas mediante el software
“Aumentaty Author” (Bienetec S.L 2014)
y pueden ser visualizadas mediante el visor correspondiente:
Aumentaty Viewer para PC (Windows / Mac OS),
o la aplicación Aumentaty Viewer para Android o iOS.
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1. Descargarse el software de visualización en móvil, tableta
y/u ordenador:
Se puede descargar libre y gratuitamente el software
“Aumentaty Viewer”, para cualquier tipo de dispositivo, en la
página web: http://www.aumentaty.com
Adicionalmente, la aplicación para móvil se puede descargar
directamente desde Google Player (para Android) o App Store
(para iOS).
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2. Acceder a la página de Aumentaty con la escena de modelos en 3D
Para cada uno de los temas que se completarán con RA, se facilitará un
acceso a la web de Aumentaty en donde se han cargado los modelos en
3D correspondientes a ese tema.
Dicho acceso se puede realizar de dos formas:
a) Abriendo el siguiente enlace:
http://personales.unican.es/gomezjv/RA/escenas-RA.html
b) Escaneando un código QR (Se pueden usar apps como QR-Droid, QR
Code Reader, Lightning QR Scanner, etc.)
We
b c
on
esc
en
as
Esc
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ara
mó
vile
s
Esc
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a p
ara
PC
s
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3. Descargar la escena con los modelos 3D facilitadas en dicha página web
4. Visualizar los modelos en el dispositivo elegido.
Se podrán abrir los modelos 3D cargados en dicha escena al abrir
la misma directamente con el visualizador Aumentaty Viewer. Para
ello, habrá que enfocar unos marcadores especiales con la
webcam del PC o la cámara del Smartphone / tableta. Dichos
marcadores han sido suministrados en papel a los asistentes.
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Importante: Instalar ambos
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Modelos a importar soportados
• Modelos 3D (para móviles, sólo OBJ)
• 3ds
• fbx
• obj
• dae
• Imágenes
• bmp
• jpg
• png
• Vídeos
• mpg
• avi
• mp4
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Visualiza:
1. Imágenes
2. Vídeos
3. Modelos 3D (.dae) https://www.aurasma.com
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Demo: https://www.youtube.com/watch?v=GBKy-hSedg8Creación: https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=63-ZF87RtoQ
ALGUNAS HERRAMIENTAS
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https://www.layar.com
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http://visualsearch.aumentaty.com
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http://www.arloon.com/apps/arloon-geometry
OBTENCIÓN DE MODELOS 3D
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¿Cómo obtengo ficheros .OBJ?
• ¿Cómo consigo ficheros “.obj”? Existen muchos modelos en formato .obj en internet, y muchos de ellos son gratuitos. Si escribimos “ 3D models obj” en Google aparecen muchísimos links.
• Un ejemplo:
• TF3DM/ (http://tf3dm.com/3d-models/all/1/obj)
• TURBO SQUID
• HONGKIAT
• GRABCAD
• Conversores de formatos para pasar a OBJ:
• http://www.greentoken.de/onlineconv/
OBTENCIÓN DE MODELOS 3D
27-28 marzo 2017Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC)
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¿Cómo genero ficheros .OBJ?
Si usas un sistema CAD ,3DMax, Blender, Sketchup o similares, solo tienes que buscar la forma de exportar a ficheros .obj. Normalmente en la opción “save as..” o “exportar”
Ejemplo desde SketchUp
• Bájate la versión gratis de Sketchup Make.
• Descarga el plugin ObjExporter.rb(https://sites.google.com/site/messiaen64/level-importer/ObjExporter.rb?attredirects=0)
• Cópialo en la carpeta plugin de tu instalación de Sketchup.
• Crea tu modelo en SketchUp.
• Click en la opción Plugins tab de la barra de herramientas y selecciona OBJ Exporter.
• Click browse para seleccionar donde quieres guardarlo.
• Click en Exportar .Obj File (la conversión puede llevar cierto tiempo).
• Si un texto rojo diciendo Exported aparece bajo “Export .Obj File” todo ha ido bien.
• Se crearán dos ficheros, el modelo .obj y las texturas .mtl.
OBTENCIÓN DE MODELOS 3D
27-28 marzo 2017Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC)
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3D WareHouse: La librería de modelos gratuitos de SKETCHUP
OTROS REPOSITORIOS DE MODELOS 3D:
• GrabCad. modelos prinicipalmente de uso industrial, mecánico, etc.
• CubeHero. Una gran cantidad de diseños para uso industrial y electrónico. También encontraras archivos para otras áreas como: libros, hogar, modas, deportes y otros.
• Thingiverse. La Biblioteca Online de Objetos 3D más popular. Cuenta con cientos de diseños en formato STL. Además, puedes ver creaciones y conocer como se han impreso.
• Clara.io. Más que una Biblioteca, es una comunidad donde puedes encontrar imágenes de cientos de obras acabadas, conocer como se hicieron, materiales, condiciones técnicas, marca de impresora y un enlace que te llevará al archivo del diseño.
• En3D.org. Es una colección de archivos de objetos 3D española. Casi el 100 por ciento de sus diseños son gratuitos.
• Bld3r. Aquí puedes encontrar cientos de modelos 3D descargables. La página funciona como una red social, lo que te permite pedir consejos y, encontrar, tutoriales y cursos.
• Pileprint. Página en español con una interesante variedad de archivos descargables de objetos tridimensionales.
• Yeggi. No es una Biblioteca Online de Objetos para Impresión 3D como tal. Realmente es un motor de búsqueda donde puedes solicitar la ubicación del diseño que necesites.
• Youimagine. Es la biblioteca de objetos que depende de la empresa Ultimaker.
Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC) 22 noviembre 2016
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¿CÓMO SE PUEDE APRENDER A MODELAR FÁCILMENTE?
Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC) 17 enero 2017
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(al mismo tiempo que se aprenden idiomas…)
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RECURSOS Y REFERENCIASADICIONALES (COSAS SENCILLAS)
• Como hacer un cono:
• https://www.youtube.com/watch?v=UNr3lTQF-xU
• Como hacer un cono truncado:
• https://www.youtube.com/watch?v=APJBK7MgV3o
• https://www.youtube.com/watch?v=UwI-OwS1DWU
• Cómo hacer una espiral cónica
• https://www.youtube.com/watch?v=T6fPL34jmlo
• Cómo hacer cuerpos de revolución (conos, botellas, mosquetones…):
• https://www.youtube.com/watch?v=7KehZLnhHZY
• https://www.youtube.com/watch?v=5IHb2_fm140
• Cómo hacer la cubierta del Estadio Olímpico de Beijing 2008:
• https://www.youtube.com/watch?v=pxFPZ4o-IAY
Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC) 17 enero 2017
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RECURSOS Y REFERENCIAS ADICIONALES(COSAS NO TAN SENCILLAS)
• Cómo hacer la cubierta del Estadio Olímpico de Beijing 2008:
• https://www.youtube.com/watch?v=pxFPZ4o-IAY
• Cómo hacer formas cóncavas y convexas:
• https://www.youtube.com/watch?v=FPnMOC5liuk
• Cómo hacer tensoestructuras:
• http://de.sergeferrari.com/serge-ferrari-sketch-3/
• http://extensions.sketchup.com/en/content/soap-skin-bubble
• LOS MEJORES PLUGINS PARA SKETCHUP 2016
• https://www.youtube.com/watch?v=ZNX-KR3j84c
Valen Gómez Jáuregui (EGICAD, UC) 17 enero 2017
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VALEN GÓMEZ JÁ[email protected]
DPTO. ING. GEOGRÁFICA Y TÉCN. EXPRESIÓN GRÁFICA
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Curso de formación sobre la enseñanza de las matemáticas
CEP LAREDO Y CEP SANTANDER
Muchas graciaspor vuestra atención
27-28 marzo 2017
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