ࡱ > , s t u v w x y z { | } ~ % D bjbj ֘ iEdiEd; = ' ' ' ' ' 4 ' ' ' h L( ) ' !] r ) ) ( ) ) ) / / / \ \ \ \ \ \ \ $ _ Ib \ ' / . / / / \ ' ' ) ) 9 \ s2 s2 s2 / ' l ) ' ) \ s2 / \ s2 s2 hP X ' , S ) ui [0 4 Q " \ \ 0 !] Q b 0 b D S S P b ' V / / s2 / / / / / \ \ s2 / / / !] / / / / b / / / / / / / / / % : 0 Ambientacin de entornos expositivos mediante el uso de realidad aumentada Environment of Expositive Environments through the Use of Augmented Reality Juan Jos Tustn Quiroga, Vctor Santiago Manzano Villafuerte, Dennis Vinicio Chicaiza Castillo, Patricio Germn Encalada Ruiz Universidad Tcnica de Ambato, Ecuador Correspondencia Autores: jtuston0358@uta.edu.ec, victorsmanzano@uta.edu.ec, dv.chicaiza@uta.edu.ec, pg.encalada@uta.edu.ec Recibido: agosto 2016, Publicado: diciembre 2016 Resumen Actualmente los museos y centros de arte estn perdiendo incidencia en el pblico moderno, por otra parte, el uso de Realidad Aumentada se va desarrollando cada vez en ms espacios. La propuesta del presente artculo es la implementacin de Realidad Aumentada con interaccin electrnica (RACIE) en entornos expositivos, mediante una aplicacin mvil desarrollada en Unity 3D, la misma que integra comunicacin bluetooth para la interaccin con la placa Arduino; adems brinda comodidad al usuario al insertar el dispositivo mvil Android en el visor de realidad aumentada, la misma que le permite vivir una experiencia multisensorial provocada por la ambientacin del lugar. Palabras Clave Arduino, Realidad Aumentada Realidada, Bluetooth, Multimedia Interactiva, Apps Mobiles; Museo. Abstract Actually, museums and art centers are losing influence in the modern public, on the other hand, the use of Augmented Reality is developing each time in more spaces. The proposal of the present article is the implementation of Augmented Reality with electronic interaction (RACIE) in expositive environments, through a mobile application developed in Unity 3D, which integrates bluetooth communication for interaction with the Arduino board; Also provides comfort to the user by inserting the Android mobile device in the augmented reality viewer, which allows you to live a multisensory experience caused by the setting of the place. Keywords Arduino; Augmented Reality; Bluetooth; Interactive Multimedia; Mobile Apps; Museum. Introduction Los centros expositivos contribuyen con aportes culturales y tursticos a las ciudades; sin embargo, no han innovado la manera de presentar sus contenidos. Los centros culturales no solo compiten entre s, sino tambin se enfrentan con la preferencia de otros atractivos tursticos; ya que evidentemente, el inters de visitar un museo y conocer su coleccin de piezas arqueolgicas ha decrecido; esta observacin se acenta especialmente en los jvenes [1]. Observar y escuchar, son bsicamente las dos actividades que se realizan en el recorrido de un museo, una metodologa anticuada que necesariamente debe ser innovada, si se desea potenciar los centros Patrimoniales de Arte y Cultura. Tradicionalmente, esta trayectoria consiste en la transmisin de conocimientos de un interlocutor hacia un grupo de personas, contando la historia casi de memoria y recitando el mismo discurso siempre. Por lo que, la sociedad moderna no se siente atrada a asistir a los museos por la didctica tradicional poco satisfactoria. Una alternativa muy viable es la innovacin de estos espacios con la ayuda de los avances tecnolgicos; ya que, con frecuencia, cuando se piensa en un centro cultural se especula que se trata de un lugar aburrido y tradicional, donde la experiencia brindada jams prioriza las sensaciones del visitante; lo que provoca la poca afluencia de visitantes internos y externos. Se considera que mediante el acondicionamiento expositivo se contribuye al rescate del significado del valor cultural, histrico y educativo que estos encierran [2]. La realidad aumentada es un medio tecnolgico de aprendizaje que revoluciona los centros de exposicin, adems, brinda la posibilidad de un mundo digital al alcance del usuario. Por otra parte, la interaccin electrnica provoca que el usuario tenga una participacin activa durante su estada en el museo. El control de cada experiencia vivida en el contexto de la exposicin se encuentra en el propio usuario, ya que l, tiene el mando mediante el uso de botones virtuales sobrepuestos en el marcador, los mismo que controlan dispositivos electrnicos responsables de la ambientacin del lugar; agudizando sus sentidos, consiguiendo una experiencia nica con el entorno, generando as mayor inters y preferencia hacia dichos lugares. El objetivo principal del proyecto, es fomentar la interaccin de los usuarios potenciales mediante la ambientacin multisensorial. Empleando una aplicacin para dispositivos mviles, con realidad aumentada e interaccin con la placa arduino; a travs de botones virtuales para encender actuadores con relacin al contexto. Permitiendo que el usuario sea protagonista en el proceso de su aprendizaje [4]. DESCRIPCIN DEL SISTEMA El esquema del sistema multisensorial elaborado est formado por tres etapas principales: realidad aumentada, comunicacin bluetooth e interaccin electrnica; ilustrada en la Fig.1. Fig. 1. Esquema del sistema multisensorial Realidad Aumentada Dispositivo mvil Los telfonos inteligentes de gama media poseen caractersticas mnimas: 1.2GHz de procesamiento, 1GB de memoria RAM [5]; que permiten la utilizacin de aplicaciones de realidad aumentada [6]. La aplicacin desarrollada funciona para un sistema Android versin 4.4 Kit Kat o superiores; utilizando Unity 3D [7], herramienta para el desarrollo de videojuegos en mltiples plataformas, con un editor visual muy intuitivo, que permite importar modelos 3D, texturas, imgenes y sonidos con gran facilidad. Aplicaciones profesionales son generadas con la insercin de scripts desarrollados en C# o JavaScript. Fig 2. Entorno de trabajo en Unity 3D Para el desarrollo de este proyecto se descarg el modelo 3D de un elefante desde la Asset Store [8], con una secuencia animada, realizando la programacin en un Script desarrollado en C# para ser activado cuando la cmara reconozca el marcador, todo esto se incorpora en el entorno de trabajo de Unity3D (Fig.2). Para la utilizacin del visor de realidad aumentada como puede ser Cardboard [9], es necesario la inclusin de Google VR SDK para unity 3D, brindando comodidad al utilizar la aplicacin por parte del usuario. Marcador El SDK de Vuforia [10], permite crear aplicaciones mviles con realidad aumentada en combinancin con el entorno Unity 3D. Adems en el portal Vuforia Develop, se gener el paquete descargable, que contiene los algoritmos de reconocimiento de la imagen escogida, que actuar como marcador; en donde las animaciones sern sobrepuestas, despus de que el marcador impreso sea reconocido por el lente de la cmara del dispositivo mvil, Fig. 3. Fig. 3. Marcador (Reconocimento de la Imagen) Comunicacin Bluetooth La aplicacin utiliza comunicacin Bluetooth 2.0 con la placa Arduino; debido a que necesita enviar las ordenes a efectuarse desde el dispositivo mvil hacia el Arduino y sean ejecutadas en tiempo real. El software desarrollado incorpora un script escrito en C# para acceder a las funciones de bluetooth del telfono. El esquema de conexin inalmbrica entre el dispositivo mvil Android y el Arduino, es ilustrada en la Fig.4. Fig. 4. Esquema de conexin bluetooth Interaccin Electrnica El proyecto utiliza Arduino uno, incorporado con el mdulo HC-05 [11], con el objetivo que la aplicacin instalada en el dispositivo mvil Android, interacte con actuadores (Luces, aspersores, parlantes, aire acondicionado, mquina de humo, etc.) ubicados en el entorno para generar un ambiente multisensorial [12]. El mdulo HC-05, recibe las ordenes enviadas a travs de los botones virtuales, ubicados en el marcador para activar un foco, un aspersor y la reproduccin del sonido en el entorno con realidad aumentada (Fig.5). Fig. 5. Activacin de actuadores mediante botones virtuales Resultados La aplicacin desarrollada se llama RACIE, que significa Realidad Aumentada con Interaccin Electrnica para crear un ambiente multisensorial en escenarios de exposicin, tales como: museos, centros culturales, entre otros. Fig. 6. Interfaz de bsqueda y conexin del telfono con HC-05 Activado RACIE, se visualiza una interfaz de emparejamiento con el Arduino, a travs de una conexin bluetooth Fig. 6.; establecida la comunicacin, se despliega el visor de realidad aumentada, montando el dispositivo mvil en la cardboard para buscar el patrn de referencia y sobreponer la imagen animada del elefante y los botones virtuales, que permitan accionar un foco, el aspersor y reproducir un sonido mediante Arduino, emulando un ambiente virtual con truenos, lluvia y sonido; en las Fig.7-9, se ilustra el funcionamiento del sistema. Para evitar errores de funcionamiento en el sistema RACIE, tomar en cuenta las siguientes recomendaciones: Para una correcta deteccin del patrn de referencia del marcador debe existir 90 grados con el visor de la cmara del mvil. Detectado el patrn de referencia, el movimiento del visor no debe ser inferior a los 30 grados de azimut respecto al plano del marcador; debido a que la cmara perder el patrn de referencia. Fig.7. Visor de realidad aumentada incorporando Cardboard Fig.8. Botones virtuales sobrepuestos en el marcador reconocido Fig. 9. Aplicacin de Realidad Aumentada con interaccin electrnica DISCUCIN El museo de Montreal ubicado en Canad, pretende integrar en el ao 2017, una aplicacin con realidad aumentada con soporte para Android y IOS, donde se podr observar contenidos histricos de la Universidad de Concordia [13]. En Italia en ciudades como: Florencia, Roma, Venecia, entre otras, existen monumentos, palacios historicos y centros de arte, que ofrecen una aplicacin con realidad aumentada durante la visita a estas ciudades; logrando as obtener informacin desde el pasado hasta el presente acorde a la disponibilidad de imgenes [14]. Al realizar el estudio del arte se ha encontrado artculos que desarrollan aplicaciones con realidad aumentada [3], [6], [15], [16], [17], con la integracin de una placa electrnica [4], [12], pero no se ha podido determinar trabajos relacionados enfocados a museos con interactividad multisensorial por lo que el presente trabajo fusiona un ambiente real con informacin digital, activando componentes fsicos en el mundo real que estimulen los sentidos del usuario dando un resultado ms atractivo para el pblico. Al ejecutar pruebas piloto en el museo del Colegio Bolivar ubicado en la Ciudad de Ambato se observo notablemente el gran inters por parte del pblico usuario, los cuales al utilizar la aplicacin se involucraron como actores principales de la experiencia multisensorial, creando el ambiente educomunicacional deseado. CONCLUSIONES RACIE implementa un sistema de realidad aumentada con interaccin electrnica para ambientes musesticos. Cambiando la forma de presentar la informacin al usuario, a travs del uso de visor de realidad aumentada, con una aplicacin instalada en telfonos inteligentes y una tarjeta Arduino para encender varios tipos de actuadores ubicados estratgicamente en el entorno. Unity 3D, permite generar el entorno de la aplicacin con la inclusin de: Vuforia SDK, librera bluetooth, paquete con la informacin de marcadores, permitiendo generar realidad aumentada con interaccin electrnica. La integracin de nuevos recursos tecnolgicos en entornos musesticos favorece la participacin de los visitantes, logrando que vivan una experiencia nica, percibida a travs de sus sentidos. Como trabajo futuro se plantea la creacin del hbitat del elefante en una habitacin que contenga la vegetacin adecuada del lugar, la insercin de la animacin 3D por geolocalizacin y varios tipos de actuadores en el ambiente que permitan tener una inmersin ms profunda. Referencias [1] R. Monistrol, Evolucin y aplicacin del marketing cultural en los museos, Bid Facultat de Biblioteconomia i Documentaci , n 23, 2009. [2] Areti Damala, Nenad Stojanovic, Tailoring the Adaptive Augmented Reality (A2R) Museum Visit: Identifying Cultural Heritage Professionals Motivations and Needs, 2012 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality - Arts, Media, and Humanities (ISMAR-AMH), pp. 71-80, 2012. [3] Moiss Ramrez, Erik Ramos, Omar Cruz, Jorge Hernndez, Esperanza Prez-Cordoba, Monica Garcia, [13] of interactive museographic exhibits using Augmented reality, Electronics, Communications and Computing (CONIELECOMP), 2013 International Conference on, pp. 1-6, 2012. [4] Chi-Fu Lin, Pai-Shan Pa, Chiou-Shann Fuh, Mobile application of interactive remote toys with augmented reality, Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA), pp. 1-6, 2013. [5] R. Conde, About en espaol, [En lnea]. Available: http://celulares.about.com/od/Smartphones/ss/Parametros-Reales-Para-Identificar-Gamas-De-Los-Celulares.htm. [ltimo acceso: 1 Junio 2016].[6] Sasithorn Rattanarungrot, Martin White, A service-oriented mobile augmented reality architecture for personalized museum environments, Virtual Systems & Multimedia (VSMM), International Conference on, pp. 277-284, 2014. [7] Unity, Unity3d, [En lnea]. Available: http://unity3d.com/es/unity. [ltimo acceso: 15 Marzo 2016].[8] Unity, AssetStore, [En lnea]. Available: https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/home. [ltimo acceso: 13 Abril 2016].[9] Google, Cardboard, [En lnea]. Available: https://vr.google.com/cardboard/get-cardboard/. [ltimo acceso: 18 Mayo 2016].[10] Vuforia, developer.vuforia, [En lnea]. Available: https://developer.vuforia.com/downloads/sdk. [ltimo acceso: 25 Abril 2016].[11] Biblioman, AquiHayApuntes, [En lnea]. Available: http:// www.aquihayapuntes.com/indice-practicas-pic-en-c/bluetooth-hc-05 .html. [ltimo acceso: 29 Abril 2016].[12] Fabiano Amorim Vaz, Joo Lucas de Souza Silva, Rafael Sol dos Santos, KinardCar: Auxiliary Game in Formation of Young Drivers, Utilizing Kinect and Arduino Integration, Virtual and Augmented Reality (SVR), XVI Symposium on, pp. 139-142, 2014. [13] Miao Song, Serguei A. Mokhov, Sudhir P. Mudur, Jean-Claude Bustros, Demo: Towards historical sightseeing with an augmented reality interactive documentary app, Games Entertainment Media Conference (GEM), pp. 1-2, 2015. [14] Alessandro Bellini, Cinzia Luddi, Simone Naldini, Carlo Ghetti, Emanuele Bellini, Giovanni Bergamin, The application is designed to offer an immersive, Signal-Image Technology & Internet-Based Systems (SITIS), pp. 358-363, 2013. [15] Athanasios Kakarountas, Stamatis Dragoumanos, Konstantinos Kakarountas, Extending visitor's reality at museums, Information, Intelligence, Systems and Applications,, pp. 196-200, 2014. [16] Thomas Chatzidimitris, Evangelia Kavakli, Maria Economou, Damianos Gavalas, Mobile Augmented Reality edutainment applications for cultural institutions, Information, Intelligence, Systems and Applications (IISA), pp. 1-4, 2013. [17] ARTHE_ experiencing projected Augmented Reality with things of the Everyday, Ubiquitous Intelligence and Computing, 2013 IEEE 10th International Conference on and 10th International Conference on Autonomic and Trusted Computing (UIC/ATC), pp. 495-501, 2013. REVISTA INFOCIENCIA Vol. 10 / 2016 Ambientacin de entornos expositivos mediante el uso de realidad aumentada PAGE \* MERGEFORMAT72 PAGE \* MERGEFORMAT73 Activacin Tormenta Activacin Lluvia Detener Actuadores B J K L @ A X Z Ź|kZ@* *hkUq hkUq 0J2 56CJ PJ aJ mH 0sH 0 3hkUq hkUq 0J2 56B*CJ PJ aJ mH 0ph sH 0 hI h+ CJ PJ aJ mH sH hkUq hkUq CJ PJ aJ mH sH hkUq h+ CJ PJ aJ mH sH h_y 5CJ PJ aJ mH sH #h_y hkUq 5CJ PJ aJ mH sH hi@W 5aJ, mH sH hi@W hi@W 5CJ aJ, hi@W hi@W 5CJ aJ, mH sH hU 5CJ aJ, mH sH hi@W hi@W 5CJ aJ, mH sH hi@W 5CJ aJ, mH sH K L A gd gd gd gd47[ $a$gd3K . $ 8!C"7$ 8$ a$gdI . $ 8!C"7$ 8$ a$gdkUq . 8!C"7$ 8$ gdi@W Z p r ͿuueTD2 #hE h 56B*mH 0ph sH 0h h 6PJ ]mH sH hkUq hU CJ PJ aJ mH sH hkUq h3K 5CJ aJ mH sH $hr2 h3K CJ aJ mH nH sH tH $hr2 hD CJ aJ mH nH sH tH *hr2 h3K 5CJ \aJ mH nH sH tH h3K CJ PJ aJ mH sH hkUq CJ PJ aJ mH sH hRq h3K CJ PJ aJ mH sH hkUq hkUq CJ PJ aJ mH sH hRq hkUq CJ PJ aJ mH sH A S f o } " ; D X Y q r s 6 չչիǏseeWI h h 5PJ mH sH h hv 5PJ mH sH h h 5PJ mH sH h h`5 5PJ mH sH h h$f 5PJ mH sH h hw 5PJ mH sH h ha 5PJ mH sH h hK 5PJ mH sH h hEJ 5PJ mH sH h hu 5PJ mH sH h hb 5PJ mH sH h hr 5PJ mH sH h hcX 5PJ mH sH 6 E H n İĤvlvbVOF h 6PJ ] hU 5PJ h hs 56PJ h h< 56 h h 56 h h