Período enero-diciembre 2022
Vol. 1 No. 1
ISSN: 3028-8681
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Incidencia de estructuras poligonales en realidad
aumentada en niños de educación inicial
Incidence of polygonal structures augmented reality online kids’
early education
• Fecha de recepción: 2022-04-14 • Fecha de aceptación: 2022-06-02 • Fecha de publicación: 2022-06-22
Byron Jiménez-Pillajo
1
1
ByronMultimedia Cía. Ltda., Quito, Ecuador
ORCID: N/A
Resumen
Se resuelve que las Estructuras Poligonal influyen en el nivel de abstracción del mensaje o
idea por parte del niño de Educación inicial al ver un personaje u objeto en animación de
una estructura modelada en 3d siendo esta de contenido dinámico y entretenido o de forma
interactiva como lo es La realidad Aumentada siendo esta el nuevo camino que han tomado
diversas empresas que crean dispositivos audiovisuales tanto como gafas y en dispositivos
móviles para llegar con información, telecomunicación e interacción con estructuras en dos
dimensiones y tres dimensiones para facilitar la vida del hombre en términos de
Socialización, seguridad e interacción multimedia dependiendo de la cuantía de polígonos
siendo en menor cantidad óptimo para que el cerebro de un niño llegue a captar dicho
mensaje, esto se debe a que si el niño ve sombras y texturas esto se convierte en cansancio
visual desencadenando en la fatiga cerebral y como conclusión en el aburrimiento en dicha
aplicación. Otro aspecto que se tiene en cuenta es que se optimizan recursos de la GPU al
tener un nivel más reducido de polígonos de un escenario o personaje.
Palabras Clave: Realidad aumentada; modelado 3d; polígonos; multimedia; aprendizaje.
Abstract
It resolves that Traverse structures influence the level of abstraction of the message or idea
from the child early education to see a character or object animation of a 3D structure
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modeled being this dynamic and entertaining content or interactively as it is augmented
reality being that the new path taken by various companies to create audio-visual devices as
well as glasses and mobile devices to get information, telecommunications and interaction
with structures in two dimensions and three dimensions to facilitate the life of man in terms
of socialization, security and multimedia interaction depending on the amount of polygons
being lesser optimal amount for the brain of a child reaches grasp the message, this is because
if the child sees shadows and textures this becomes eyestrain unfolding in brain fatigue and
boredom conclusion to such application. Another aspect taken into account is that GPU
resources are optimized by having a smaller number of polygons of a scene or character level.
Keywords: Augmented reality; 3D modeling; polygons; multimedia; learning.
Introducción
A lo extenso de los posteriores años la humanidad ha visto cómo los niños de 3 a 5 años de
edad hacen parte del cotidiano vivir, pero debido a sus características les es dificultoso
ampliar ciertas destrezas, habilidades como motricidad y entornos en su proceso de
aprendizaje de modo rápido y comprensible. Los niños necesitan de herramientas dinámicas
e interactivas para el desarrollo de habilidades de comunicación articulado con un modelo
formativo, que implica elementos didácticos adecuados con bases figuradas y psicotécnicas.
Este proyecto surge a partir de dichas bases, y mejorar los procesos de aprendizaje de estos
niños.
Como exponen Reig (2012 y 2013), así como Reig y Vílchez (2013), son muchas las
instancias que prevén el aumento del uso y la incorporación de dispositivos y aplicaciones
en el ámbito educativo. Entre ellos cabe matizar Horizon Report liderado por el New Media
Consortium y Educause con la ayuda de expertos a nivel mundial y que constituye un
proyecto de investigación de una década de persistencia trazado para equiparar y describir
las tecnologías procedentes que puedan tener un impacto en el aprendizaje, la enseñanza y la
investigación en el presente, futuro inmediato del niño y futuro lejano de diferentes países.
En su novena edición de la versión Internacional de la que la autora Dolors Reig hace parte,
subraya especialmente el Mobile Learning, brotando a la vez temas agrupados a éste, como
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son los libros electrónicos, el aprendizaje basado en juegos (Serious Game y Gamificación)
o la realidad aumentada.
La Realidad Aumentada (RA) hace reseña a la visualización directa o indirecta de elementos
del mundo real mezclados (o aumentados) con elementos virtuales creados por un
computador, cuya unión da parte a una realidad mixta tal como Cobo y Moravec, (2011).
También definida por Cabero, (2013) y Gómez, (2013) como aquel entorno en el que tiene
lugar la unificación de lo virtual y lo real (Guaña-Moya et al.,2015). Las aplicaciones
asentadas en la realidad aumentada ayudan el aprendizaje por descubrimiento, optiman la
información disponible para los estudiantes brindando la posibilidad de visitar lugares
históricos y estudiar objetos muy difíciles de conseguir en la realidad (Moya et al., 2020).
Este ambiente permite que los niños realicen su trabajo de campo, interactuando con los
elementos compuestos de forma virtual (Ordóñez-Almeida et al., 2020). La realidad
aumentada puede usar dispositivos tales como móviles, lentes de realidad aumentada,
aplicaciones de posicionamiento global (GPS) para determinar la ubicación de uno o varios
usuarios y la brújula para revelar la orientación del dispositivo. Entrambas tecnologías se
pueden aplicar a la educación, desplegando un entorno imaginado para un juego o una
historia interactiva.
Crear un entorno virtual o aumentado para representar como se define por Santamaría (2013)
una determinada cultura, monumento histórico o arqueológico para su uso como herramienta
educativa implica el trabajo detallado y óptimo de los objetos 3D para no alejarse del modelo
original. Un objeto bien detallado exige alta capacidad de los recursos de hardware, tales
como procesador, tarjeta gráfica y memoria, tanto para el desarrollador como para el usuario.
Objetivo: Analizar y caracterizar la utilización de estructuras Poligonales en Realidad
Aumentada en niños de Educación inicial.
Materiales y Métodos
Dentro del Análisis, este trabajo se ha basado en herramientas de investigación a través de
un estudio de factibilidad en el cual determinamos mediante encuesta, y observación la
participación que ha tenido un grupo de infantes previo y durante la presentación de
estructuras poligonales animadas mostradas a través de RA obteniendo resultados muy
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declaratorios en cuanto a la presentación e interacción de objetos low poly (bajo poligonaje)
y high poly (alto poligonaje), la observación es clave para determinar actitudes y respuestas
ante el estímulo visual, teniendo en cuenta que no existía interacción de niño con el objeto,
al igual que para llegar a construir los parámetros de observación nos basamos en la respuesta
que obtuvimos al indicar que iban a ver en un ordenador “Dibujos Animados” para su
diversión.
Para demostrar objetividad en la investigación hicimos primordial la aplicación de la
encuesta en la cual fue clave para determinar que es importante para el niño al momento de
observas e interactuar con un producto multimedia, el mundo que percibe un niño es
radicalmente diferente al que percibe un adulto por las diversas fuerzas Psicológicas,
Geográficas, Demográficas, y actitudes que son absorbidas en el cotidiano vivir por ambos.
La interacción del niño con las estructuras poligonales 3d es el Macro de toda esta
investigación permitiéndonos segmentar la problemática para ir llegando a la raíz del
problema con una Metodología deductiva de una manera Dividida pero consensuada para
optimizar tiempo y recursos obteniendo el estudio de los diferentes actores que causan un
producto de estructuras poligonales 3d multimedia en atractivo y como resultado el éxito del
aprendizaje del niño de Educación Inicial.
Resultados
Determinación de estructuras Poligonales en Realidad Aumentada en niños de
Educación inicial
Muchas veces, y sobre todo entre las personas inclinadas al hiperrealismo 3D, nos hallamos
con el perfil de aquella persona a la que le gusta modelar hasta el más mínimo detalle de una
estructura 3D, o aquel al que le gusta crear una textura para su modelo no dejando ni un solo
detalle a la imaginación.
En el instante en el que trabajamos para una compañía, o de manera autónoma, empezamos
a no poder permitirnos el lujo de deleitarnos con cada medida cúbica de las escenas y
estructuras 3D y tenemos que aprender a “optimizar”. Son muchos los motivos que nos
pueden llevar a “limpiar” nuestras escenas de cosas totalmente innecesarias, pero para eso
tenemos que ser muy conscientes de qué es todo aquello que sobra. No debemos perder en
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ningún momento el objetivo de todo esto, y el objetivo debe ser llegar al niño con el mensaje
correcto tratando de enganchar a la interacción adecuada para llegar al correcto aprendizaje.
Teniendo claro cuál es el resultado final que queremos lograr debemos saber trazar de
antemano el camino más corto para llegar al objetivo.
Figura 1.
Dibujos 3D
Primera Etapa: Aplicación de Estructura LowPoly a través de Realidad Aumentada en
niños de Educación Inicial
Es el más claro ejemplo para no perder tiempo, esfuerzo y nuestro ordenador nos lo
agradecerá a nivel de recursos y procesado.
Actualmente nos hallamos con actores de estructuras poligonales de Manera televisada y por
internet en el mundo de la Animación Digital 3D, y la pregunta es;
¿Cuál es el Éxito que tiene dichos actores?
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¿Cómo es posible que ellos lleguen a tal audiencia?
Técnicas de modelado 3d y optimización
Gracias al levantamiento de nuevas tecnologías en cuanto al modelado 3D (WebGl,
Augmented Reality) persisten siendo de mucha importancia técnicas como la
retopologización, crear mapas de normales, pre-renderizar texturas y por arriba de todo,
modelado 3D, donde un total de 50000 polígonos por cuerpo y una textura de 10000x10000
sea una exageración.
Esto es debido a que el motor de gráficos de esta tecnología (en el caso de WebGL es el
navegador mismo) no tiene la fortaleza que posee una consola de última generación.
En mi comentario, introducir un modelo de más 50000 polígonos y cuatro texturas de
10000x10000 dentro de un móvil es exigir a la aplicación que se cierre, o inclusive que se
niegue a abrir.
Low poly para la optimización de recursos:
Modelo: 502 polígonos. Textura: 128x128px.
Figura 2.
Low poly
En este caso, cuando vamos a necesitar crear un modelo detallado para animar, es cuando
tirar de Retopología hace que nuestro trabajo dure más días de la cuenta. Con muchos
modelos no hace falta usar Retopología.
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El correcto flujo de trabajo sería:
Figura 3.
Flujo de trabajo
Están añadiendo un paso innecesario que alarga el tiempo de trabajo una barbaridad. Además,
cuando hacemos una retopología tenemos un gran problema, nuestro modelo siempre lo
tendremos muy mullido, suave, poco definido en las formas, y va a necesitar mapa de
desplazamiento. Eso es algo que no pasa con un modelo subdiv tradicional de toda la vida,
con el cual podemos tener un modelo que nos aporte volumen, vida, sin necesidad de
necesitar un mapa de desplazamiento para darle todo ese detalle que a casi todo el mundo le
falta.
Segunda etapa: Desarrollo de la Observación y Encuesta
La Respuesta del niño fue desde el momento inicial provechosa ya que se le explicó en
términos sencillos que iba a ver dibujos para que aprenda los colores y a hacer muchas cosas
más, los dispositivos que se someten para responder a nuestra investigación son un:
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• CPU
• Cámara Web
• 2 Papeles con el patrón QR Impreso.
Y a su vez se utilizó como Recursos intangibles el Software:
• AR Aumentaty (Software Gratuito)
• 2 Estructuras poligonales en formato .obj
Actitudes Psicológicas frente a Estructuras 3d en Low Poly.- Se puede evidenciar que el
Niño Sometido a Observación presento una actitud amigable al empezar a interactuar con el
personaje desde el momento que determinó que el objeto 3d respondía a la manipulación
física del Patrón QR se hizo más fácil la interacción y la participación al igual que la
predisposición no evidencio indicios de rechazo, al contrario aparentemente estaba
enganchado con la aplicación que sostenía, la respuesta a este evento tuvo una duración
aproximada de 38 minutos en la cual concluye la interacción y es el momento en que empieza
a volver a interactuar porque ciertas cosas quedan inconclusas y empieza el mismo a
interactuar con el patrón QR para girar el objeto y ver más detalladamente.
Actitudes Psicológicas frente a Estructuras 3d en Hight Poly.- El niño sometido a
observación emite una respuesta muy buena al enterase que va a ver un programa en el PC,
el objeto le llama mucho la atención, empieza a interactuar y a jugar pero su retentiva del
mensaje es muy esporádica contribuyendo esto a que el ñiño pierda el interés y la educación
que se quiere fomentar es nula en 48%.
Figura 4.
Estructuras 3d
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Conclusiones
• Se Resuelve que una estructura LowPoly (Bajos polígonos) facilita la Ergonomía
visual de manera positiva para el niño siendo así no resulta cansado a la perspectiva
del niño.
• La principal causa de las insuficiencias en los procesos de formación en los niños de
Educación inicial es que no se presentan contenidos adecuados al momento de emitir
un guion o mensaje multimedia.
• La información a transmitir podrá ser buena, pero necesita de elementos que
incentiven al conocimiento y no se tornen en repetitivos.
• El nivel de Texturas de las estructuras 3d es de vital importancia ya que dentro de
estas se presentan sombras simuladas o patrones demasiado sobrecargados lo cual no
es bien interpretado y se convierte en un agente fatigante en el sentido de ergonomía
visual.
• El niño no capta sombras ni elementos de alto poligonaje dentro de la jornada de
observación y encuentras.
• El Análisis de la encuesta demuestra que los niños prefieren objetos sencillos y de
formas básicas más no detalladas.
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• El Aprendizaje dado en clase se lo puede complementar desde la casa ya que
actualmente los dispositivos móviles como Smartphone con aplicaciones de Realidad
Aumentada
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