Uso de gafas de Realidad Aumentada para la mejora de la autonomía de usuarios con baja visión

USO DE GAFAS DE REALIDAD AUMENTADA PARA LA MEJORA DE LA AUTONOMÍA DE USUARIOS CON BAJA VISIÓN USE OF AUGMENTED REALITY GLASSES TO IMPROVE THE AUTONOMY OF USERS WITH LOW VISION TRABAJO FIN DE GRADO CURSO 2022-2023 AUTORES IULIUS GHERASIM IÑAKI BERROCAL DÍAZ PABLO VALDÉS BALDUZ DIRECTORES MARÍA GUIJARRO MATA-GARCÍA JOAQUÍN RECAS PIORNO GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA FACULTAD DE INFORMÁTICA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID USO DE GAFAS DE REALIDAD AUMENTADA PARA LA MEJORA DE LA AUTONOMÍA DE USUARIOS CON BAJA VISIÓN USE OF AUGMENTED REALITY GLASSES TO IMPROVE THE AUTONOMY OF USERS WITH LOW VISION TRABAJO DE FIN DE GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA AUTORES IULIUS GHERASIM IÑAKI BERROCAL DÍAZ PABLO VALDÉS BALDUZ DIRECTORES MARÍA GUIJARRO MATA-GARCÍA JOAQUÍN RECAS PIORNO CONVOCATORIA: JUNIO 2023 GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA FACULTAD DE INFORMÁTICA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID 12 DE MAYO DE 2023 III DEDICATORIA A mi amilia y amigos, que siemp e han es ado ahí pa a apoya me y ayuda me cuando lo más lo necesi aba. Iñaki A odos mis se es que idos. Iulius A mis pad es, po es a ahí siemp e que lo he necesi ado. A Amaya, po se un g an ejemplo a segui y un g an apoyo, y a Ad iana po c ee siemp e en mí y anima me siemp e. Pablo V AGRADECIMIENTOS Los es in eg an es del g upo que emos ag adece a nues os u o es Joaquín y Ma ía el apoyo y la guía que nos han p opo cionado a la ho a de ealiza es e abajo. También que emos menciona la g an ayuda p opo cionada po el equipo de la emp esa Plusindes p es ándonos el ma e ial necesa io pa a el co ec o desa ollo del p oyec o. VII RESUMEN Uso de ga as de Realidad Aumen ada pa a la mejo a de la au onomía de usua ios con baja isión La ealidad aumen ada es un campo en auge en el sec o de la ecnología con mucho u u o en un amplio espec o de aplicaciones, como la medicina, la indus ia o el en e enimien o. Es a ag upa un conjun o de ecnologías que pe mi en que un usua io isualice la ealidad a a és de un disposi i o elec ónico que añade in o mación i ual pa a que ambos elemen os se combinen. Un uso más conc e o de es a ecnología es el de mejo a la calidad de ida de las pe sonas con baja isión. Pa a ello exis en p oduc os especí icos que inco po an es a ecnología, como son las ga as Re iplus [1] que p opo ciona la emp esa Plusindes [2]. Es e ipo de ga as pe mi en cap u a imágenes del en o no, a a las y pos e io men e p oyec a dichas imágenes ya modi icadas en sus c is ales. En es e abajo, hemos desa ollado una aplicación compa ible con las ga as Mo e io BT-40S [3] de la emp esa Epson. El obje i o de es a aplicación es la ob ención de imágenes po la cáma a del con olado p opie a io, el p ocesamien o de es as y su pos e io p oyección en la pan alla de las ga as. Palab as cla e Realidad Aumen ada, Mo e io, Ga as, Baja isión, Pan alla mon ada en la cabeza, And oid, Ja a, P ocesado de imágenes. XV 17 Capí ulo 1 - In oducción Es a memo ia a a el T abajo de Fin de G ado <<Uso de ga as de Realidad Aumen ada pa a la mejo a de la au onomía de usua ios con baja isión>>. Se de alla el p oceso de desa ollo de una aplicación pa a disposi i os mó iles de sis ema ope a i o And oid, con la que ayuda a pe sonas con la condición de baja isión a inc emen a su au onomía. La pa ología an e io men e mencionada, la baja isión [4] [5], es una a ección ocula p o ocada po dis in as en e medades ales como: degene ación macula asociada a la edad, ca a a as, glaucoma, e inopa ía diabé ica, e c. Los p incipales de ec os en la isión que causa son: pé dida de isión cen al, isión pe i é ica, cegue a noc u na y isión bo osa. La pa icula idad de la baja isión es que no se puede a a con mé odos con encionales, ya sean ga as, len illas o a amien os médicos. Es e p oyec o su ge de una colabo ación de la emp esa Plusindes, SL con la Uni e sidad Complu ense de Mad id. Es a emp esa su ge en 2014 de la mano de ingenie os indus iales e in o má icos con la misión de mejo a la ida de las pe sonas con baja isión. El p incipal p oduc o que o ecen son Ga as In eligen es con ecnología de Realidad Aumen ada (AR, po sus siglas en inglés), es as ga as además de un so wa e p opio que se u iliza en conjun o con ellas cons i uyen el sis ema RETIPLUS®. Es e sis ema unciona aplicando unos il os, escogidos y ajus ados po un especialis a op ome is a, a las imágenes que cap u a la cáma a in eg ada de las ga as y mos ando el esul ado en las pan allas de las ga as, en el á ea especí ica de la pan alla que el pacien e pueda e . La necesidad de u iliza un modelo especí ico de ga as p o is as de un disposi i o con olado p opie a io ha lle ado a la emp esa a busca al e na i as, una aplicación que se pueda usa en una amplia gama de disposi i os mó iles que acili e a los pacien es el uso del sis ema RETIPLUS®, aho ándoles dine o y aumen ando su comodidad pudiendo u iliza es os su p opio elé ono. El abajo ealizado po los es udian es que igu an en es a memo ia ha dado como esul ado una aplicación pa a elé onos And oid que pe mi e mos a la p e isualización de ídeo, cap ada po la cáma a del disposi i o en iempo eal, en las ga as, modi ica di e sos ajus es de la cáma a y, además, aplica il os a lo que se e 18 en las ga as u ilizando la pan alla del disposi i o mó il. La p incipal di e encia con o as aplicaciones ya exis en es es que la que hemos desa ollado noso os pe mi e e en las ga as una cosa y en el elé ono o a, pe mi iendo así sepa a la pan alla con los con oles de la pan alla de isualización. 1.1 Mo i ación Como hemos mencionado an es, la ealidad aumen ada es un campo en auge el cual iene una g an can idad de aplicaciones. Es a ecnología oda ía iene mucho camino po delan e, ya que o ece un sin ín de posibilidades a la ho a de in es iga , desa olla y ealiza p oyec os con ella. Muchos de es os p oyec os pod ían mejo a nues a calidad de ida signi ica i amen e en un u u o. Ámbi os an impo an es como la medicina, el en e enimien o, la indus ia o la publicidad ya es án in oduciendo la ealidad aumen ada con esul ados bas an e p ome edo es. Sin emba go, la ealidad aumen ada es ela i amen e ecien e y po an o conlle a una se ie de p oblemá icas. Algunos de es os incon enien es son la escasa disponibilidad y el al o p ecio de los disposi i os que se necesi an pa a su uncionamien o o la al a de documen ación sob e cómo desa olla aplicaciones en es os disposi i os. También es impo an e el hecho de que po el momen o es una ecnología de nicho, po lo que su uso no es á muy ex endido y se han in es igado ela i amen e poco. En cuan o al mo i o po el cual escogimos es e p oyec o, a los es miemb os del g upo nos mo ie on unos obje i os simila es. Po una pa e, abaja con una ecnología an no edosa y con an o u u o po delan e nos pa ecía un e o emocionan e y de al o alo educa i o. Po o o lado, es e es un p oyec o con el que espe amos pode mejo a la calidad de ida de las pe sonas que engan baja isión, lo cual ue un ac o muy impo an e pa a los es a la ho a de escoge es e abajo. 1.2 Obje i os El obje i o inicial del p oyec o es el de ealiza una aplicación que pueda se ejecu ada en el disposi i o mó il que se nos ha sido p opo cionado jun o con las ga as. Es a aplicación debe hace uso de la cáma a de dicho disposi i o y ansmi i las 19 imágenes que cap u e la cáma a a la pan alla de las ga as, las cuales es a án conec adas median e un cable al con olado . Po o o lado, en la pan alla del disposi i o mó il es a á si uada una in e az in ui i a y ácil de usa desde la que se pod á modi ica las imágenes que se mues an en las ga as según una se ie de il os o ajus es. 1.3 Es uc u a de la memo ia En es e apa ado se ha á un esumen de cada uno de los capí ulos de la memo ia, indicando qué se a a en cada uno de ellos: • Capí ulo 1: In oducción. Se exponen las mo i aciones que nos han lle ado a ealiza es e desa ollo, los obje i os a alcanza en el mismo, la me odología de abajo elegida, y las di e en es he amien as que hemos u ilizado pa a implemen a la aplicación. • Capí ulo 2: Es ado de la cues ión. Se hace un es udio de la si uación ac ual de la ealidad aumen ada en dis in os sec o es labo ales, y se comen a cuál es el es ado ac ual de los disposi i os y so wa e que o ece Plusindes. • Capí ulo 3: Desa ollo de la aplicación. Se comen a como se ha lle ado a cabo la implemen ación de la aplicación, di idiendo los hi os ob enidos en cada una de las dis in as i e aciones que se han ealizado. • Capí ulo 4: Conclusiones y abajo u u o. Concluimos nues a in es igación y comen amos posibles mejo as o implemen aciones complemen a ias a la nues a que se pod ían llega a desa olla en un u u o. • Bibliog a ía. Se enume an las e e encias a las dis in as uen es que hemos u ilizado pa a in o ma nos e in es iga sob e los emas conce nien es al p oyec o y así pode ealiza las dis in as pa es de es e. 20 1.4 Plan de abajo La me odología empleada a la ho a de a on a el desa ollo de es e p oyec o ha sido el Ex eme P og amming (XP, po sus siglas en inglés) [6]. Es a me odología p opues a po Ken Beck su ge a inales de los años 90 y iene como pila es undamen ales las i e aciones de desa ollo co as y la ealización cons an e de p uebas. Es e úl imo aspec o, la adap abilidad, nos ha esul ado ex emadamen e ú il en la ealización del p oyec o ya que a lo la go de es e han apa ecido mul i ud de p oblemas y ha habido cambio en los obje i os cons an emen e. Hemos implemen ado es a me odología ealizando un desa ollo i e a i o e inc emen al de la aplicación implemen ando pequeñas mejo as con cada i e ación. Así, en la p ime a e sión de la aplicación se ealizó una implemen ación mínima es a y en las siguien es se ue on añadiendo las dis in as uncionalidades. Con es o conseguimos esponde de mane a ápida a los cambios en los equisi os y ene e oalimen ación cons an e de los u o es del abajo y del pe sonal de Plusindes al pode se mos a odos los cambios ealizados du an e cada i e ación. Respec o a la mayo pa e de la p og amación la hemos ealizado en e los es a la ez, y de no pode se así como mínimo en pa eja. Es o con el p opósi o de que odos conozcamos la labo de odos y el código nunca quede sin e isa , ya que e a indispensable que se conociese la implemen ación de cada aspec o de la aplicación po cada miemb o del p oyec o debido a las ca ac e ís icas de es e. En la igu a 1.1 se mues a un diag ama de Gan el cual ep esen a cada una de las e apas del p oyec o y el iempo que se ha necesi ado pa a comple a las. 21 Figu a 1.1 Diag ama de Gan esul an e del p oyec o Como se e en el diag ama empezamos el p oyec o euniéndonos con el equipo de Plusindes a ias eces e in es igando sob e los p oduc os que nos p es a on, así como sob e las ecnologías que íbamos a u iliza du an e el desa ollo. Más adelan e, y una ez u imos acceso lib e a las ga as, ealizamos p uebas e in es igación de su uncionamien o. Una ez ya nos habíamos amilia izado con ellas, empezamos a desa olla las di e en es i e aciones del desa ollo has a llega a la i e ación inal con odas las uncionalidades y la in e az ediseñada y mejo ada. 1.5 En o no y he amien as de abajo 1.5.1 He amien as so wa e A con inuación, amos a habla de las he amien as so wa e u ilizadas pa a el desa ollo de nues o p oyec o. 1.5.1.1 And oid S udio And oid S udio [7]es un en o no de desa ollo pa a And oid que u iliza el so wa e In elliJ IDEA, pe enecien e a Je B ains, y se anunció en 2013 como eemplazo de Eclipse. Se ha c eado especí icamen e pa a la c eación de aplicaciones And oid. Es e IDE iene como lenguaje p ede e minado Ko lin, aunque ambién pe mi e u iliza o os, como C++ y Ja a [8]. Toda la pa e isual de nues a aplicación ha sido c eada u ilizando es e en o no, que nos pe mi e c ea y edi a las is as de una mane a sencilla, a as ando los 22 elemen os que que emos in oduci en ellas. De igual mane a, oda la pa e uncional ambién la hemos desa ollado haciendo uso de And oid S udio, jun o con la lib e ía OpenCV. 1.5.1.2 Biblio eca OpenCV OpenCV [9] es una biblio eca lib e de isión po compu ado que apa eció en 1999 y has a día de hoy sigue siendo una de las biblio ecas más amosas en es e ámbi o. Algunos ejemplos de aplicaciones en las que se u iliza OpenCV son, en e o as: econocimien o de obje os, acking, econocimien o acial y de ges os o ealidad aumen ada. Des aca po que es una lib e ía ampliamen e documen ada, es de uso lib e y mul ipla a o ma. El uso de es a lib e ía ha sido lo que ha pe mi ido log a algunas de las pa es más impo an es del p oyec o. Su uso conc e o se de alla más adelan e en la sección de desa ollo. 1.5.2 He amien as ha dwa e A con inuación, se explican los disposi i os ísicos que nos ha p opo cionado la emp esa Re iplus pa a el desa ollo del p oyec o, con los cuales hemos ido comp obando el uncionamien o de la aplicación a medida que íbamos a anzando en las di e en es i e aciones. 1.5.2.1 Ga as in eligen es Mo e io BT-40S Una de las he amien as ha dwa e p incipales con las cuales hemos abajado son las ga as Mo e io BT-40S, cuyo diseño se puede e a con inuación en la igu a 1.2. 23 Figu a 1.2 Ga as Mo e io BT-40S con el con olado BO-IC400 Es as son unas ga as in eligen es, c eadas po Epson, una emp esa japonesa undada en 1942 que se dedica a la ab icación de imp eso as, p oyec o es, ele iso es, y ga as de ealidad aumen ada, en e o os componen es elec ónicos. Las ga as consiguen implemen a una ealidad aumen ada p oyec ando dos imágenes di e en es sob e cada uno de sus c is ales, los cuales las edi igen has a nues os ojos. Es as se combinan con el ondo y se unen en nues o ce eb o pa a da luga a la imagen inal que emos noso os [10]. 1.5.2.2 Con olado In eligen e Mo e io BO-IC 400 La o a he amien a ha dwa e cla e pa a el desa ollo del p oyec o ha sido el Con olado In eligen e Mo e io BO-IC 400 [11], el cual ambién podemos e en la an e io igu a 1.2. Es e es un disposi i o mó il, ambién de la ma ca Epson, basado en And oid y diseñado pa a usa se jun o con unas ga as in eligen es de Mo e io. Tiene una pan alla ác il in eg ada y a ios bo ones que pe mi en al usua io in e ac ua con él. También dispone de a ios senso es a anzados, como una b újula, senso es de mo imien o de 9 ejes, GPS o un acele óme o. Además de es os, iene inco po ados ambién al a oz, mic ó ono y cáma a de al a esolución, la cual iene en oque au omá ico y una lin e na. 24 Pa a conec a el disposi i o a las ga as, exis e un pue o USB ipo C con compa ibilidad DisplayPo Al , y o o más que se u iliza pa a ca ga el disposi i o o conec a pe i é icos ex e nos. A pa e, las ga as ambién incluyen compa ibilidad con un educido abanico de elé onos mó iles, los cuales se pueden conec a a ellas de igual mane a que el con olado . 1.5.3 O as he amien as 1.5.3.1 Disco d Disco d [12] es un se icio mul ipla a o ma y g a ui o de cha de oz y mensaje ía ins an ánea c eado en 2015. És e es á di idido en se ido es, que a su ez es án di ididos en canales de oz y de ex o. Disco d pe mi e a los usua ios ealiza llamadas o in e cambia mensajes independien emen e de si es os u ilizan la e sión web o la aplicación, e independien emen e del disposi i o que es én usando. Lo hemos u ilizado pa a ealiza la mayo ía de las llamadas y abajo en equipo, g acias a las unciones an e io men e mencionadas de cha de oz y de ex o, además de la unción de compa i pan alla que ha esul ado muy ú il a la ho a de p og ama en conjun o. 1.5.3.2 Google D i e Google D i e [13] es un se icio u ilizado pa a aloja a chi os c eado po Google en 2012. Pe mi e a los usua ios almacena , desca ga , edi a y sinc oniza a chi os en la nube y compa i los con o os usua ios. También cuen a con un sis ema de con ol de e siones y con un sis ema de espaldo au omá ico de los a chi os. Lo hemos u ilizado pa a lle a una ca pe a compa ida con dis in os a chi os in o ma i os, la memo ia, así como las ac as de las euniones que hemos ido lle ando a cabo. 1.5.3.3 Gi Hub Gi Hub [14] es un se icio c eado pa a almacena p oyec os haciendo uso del sis ema de Gi pa a el con ol de e siones, pe enecien e aho a a Mic oso . Es e pe mi e ealiza un seguimien o de odos los cambios que se ealizan en el código de 31 uso de la AR en es a ama puede hace que cie as asigna u as o pa es de ellas, que pueden se más complejas de en ende , o que necesi en de alguna capacidad de abs acción, puedan se explicadas mejo median e elemen os i uales, que además log an que la in o mación sea más amena y ácil de en ende pa a los alumnos. Figu a 2.4 Ejemplo de da os isualizados a a és de (A) una aplicación mó il de ealidad aumen ada y (B) un iso PDF basado en web, Fuen e: In eg a ing Da a Di ec ly in o Publica ions wi h Augmen ed Reali y and Web-Based Technologies – Schol-AR 2.1.5 Realidad aumen ada en medicina Po úl imo, en medicina ambién ha des acado el uso cada ez mayo de la ealidad aumen ada [21]. En los qui ó anos es muchas eces indispensable posee una g an p ecisión, pues en una ope ación se debe sabe en odo momen o dónde se debe ope a , en que zona se encuen a un umo u o os elemen os que se deban e i a , e c. 32 En la ac ualidad se han log ado implemen a he amien as que pe mi en a los ci ujanos e en iempo eal dónde es án ubicados los ó ganos de los pacien es, los umo es, que muchas eces es án ocul os o pe mi en a o os médicos isualiza la ope ación desde o o luga median e ga as. Es o pe mi e ope a con ex ema exac i ud, educiendo al mínimo las posibilidades de que se p oduzca un e o humano, y po encialmen e mejo ando la e iciencia de muchas ope aciones que an es e an demasiado a iesgadas. Figu a 2.5 Modelo 3D de un umo óseo (a) e imagen cap u ada u ilizando el sis ema de AR (b), Fuen e: h ps://synapse.ko eamed.o g/a icles/1044286 Pe o no solo des aca la ealidad aumen ada en la ci ugía. O o sec o impo an e es el de salud y bienes a , y aquí es donde des aca Plusindes. 2.2 Plusindes Plusindes se dedica al desa ollo de es a ecnología cen ado en ese úl imo pun o: ga as de ealidad aumen ada diseñadas pa a ayuda a las pe sonas con p oblemas de baja isión como glaucomas, Re inosis Pigmen a ia, Ushe , e c. Median e las ga as y su cáma a, los pacien es son capaces de isualiza las imágenes que cap u a és a, pe o calib adas po écnicos pa a que sean adecuadas a las capacidades isuales que ienen según sus pa ologías. También les si en a los médicos especializados, pa a sabe cómo en los pacien es, lo cual les si e de ayuda pa a in es iga las dis in as a ecciones y cómo calib a las ga as pa a consegui la mayo e iciencia al usa las con ellos. 33 Con los úl imos modelos del me cado de ga as de AR Re iplus ha conseguido implemen a ga as que pe mi en p oyec a en las len es las imágenes que cap an la cáma a in eg ada, jun o a un mando que si e de con olado , pa a modi ica las imágenes isualizadas pa a que sean ap as pa a el pacien e. Sin emba go, pa a a o ece la comodidad de los usua ios, e a buena idea ealiza un desa ollo que combina a dichas ga as con un disposi i o mó il pe sonal, no necesa iamen e con el con olado . Po an o, comenzamos a ealiza nues o desa ollo: combina la cáma a del disposi i o con las ga as, de mane a que p oyec emos en las len es las imágenes cap u adas po el disposi i o, añadiendo además en la pan alla del disposi i o un menú sencillo con algunos pa áme os de la cáma a pa a modi ica , como el b illo o escala de g ises. 35 Capí ulo 3 - Desa ollo Como hemos mencionado an e io men e, la aplicación ha sido desa ollada median e la me odología Ex eme P og amming [6], es deci , median e i e aciones inc emen ales en las que se añaden las dis in as uncionalidades de la aplicación. Po es e mo i o hemos decidido es uc u a es e capí ulo en di e en es pa es, cada una de las cuales co esponde al ciclo de ida comple o de una i e ación. Además, en la sección 3.1 se explica el plan eamien o inicial de la aplicación, con los casos de uso p opues os y una desc ipción gene al de los obje i os a cumpli en el p oyec o. En la sección 3.9 se explican en de alle las p oblemá icas que han su gido a lo la go del desa ollo. 3.1 Concep o de la aplicación El concep o de la aplicación es u o cla o desde un p incipio: una aplicación que, al conec a las ga as AR pe mi iese e en es as el ídeo en di ec o que se es é cap ando po la cáma a in eg ada, po un lado, y, po o o, u iese en la pan alla del elé ono conec ado una sección de ajus es con pa áme os modi icables y il os aplicables. En la igu a 3.1 se ilus a el concep o de la aplicación. Figu a 3.1 Diag ama del concep o de la aplicación Teniendo el concep o de la aplicación de inido se comenzó po es udia el uncionamien o de las ga as Mo e io. Se empezó po p oba la aplicación de ejemplo que p opo ciona Epson en su página web. Es a aplicación de p ueba pe mi e e 36 in o mación a iada sob e las ga as Mo e io que es én conec adas en ese momen o. Se puede e la in o mación sob e el modelo de las ga as, los senso es in eg ados en es as e incluso se puede isualiza una demos ación de sub í ulos. A la ez que ap endíamos cómo uncionaban las ga as empezamos a ecaba in o mación sob e el uncionamien o de And oid y cómo p og ama aplicaciones pa a es e sis ema ope a i o. Pa a p og ama en And oid hay que di idi odas las uncionalidades que se desean implemen a en Ac i i ies [22]. Una Ac i i y es la o ma que iene el usua io de in e ac ua con la aplicación, suelen ep esen a cada una de las pan allas isibles en la aplicación. Una cosa de la que nos dimos cuen a al p incipio ue que no pod íamos u iliza la cáma a en And oid de mane a sencilla, u ilizando los In en s [23]. Los In en s en And oid pe mi en ealiza acciones sencillas simplemen e llamando a es os In en s en una Ac i i y. Un ejemplo de In en es el de inicia una llamada o compa i un a chi o. Pa a u iliza la cáma a se pueden u iliza In en s pa a oma una o og a ía o g aba un ídeo, pe o, lo malo de es os, es que se ciñen solo a la ac i idad que desc iben y no se pueden modi ica . Po ello nos imos obligados a u iliza la cáma a de mane a manual y pe sonaliza el esul ado que que íamos ob ene . 37 Figu a 3.2 Diag ama de casos de uso de la aplicación En la igu a 3.2 se ep esen an los dis in os casos de uso que se pod ían da mien as un usua io u iliza la aplicación. Todos es os casos se han enido en cuen a a la ho a de desa olla e implemen a las uncionalidades inales de la aplicación. 3.2 P uebas de uncionamien o y p ime os p o o ipos de las uncionalidades La p ime a i e ación del desa ollo enía como p incipal obje i o pode compila una aplicación And oid que pe mi iese al usua io isualiza una is a p e ia de la cáma a den o de la p opia aplicación. Du an e es a pa e del p oceso ap endimos a u iliza las he amien as que p opo ciona And oid pa a acili a la comunicación en e la capa de aplicación y la capa de ha dwa e del disposi i o mó il, el paque e came a2 [24], que da acceso a la uncionalidad de la cáma a. 38 Figu a 3.3 Diag ama del modelo de cáma a came a2, Fuen e: h ps://sou ce.and oid.com/docs/co e/came a/came a3_ eques s_hal?hl=es-419# eques s En el diag ama an e io , igu a 3.3, apa ece ep esen ada la a qui ec u a de comunicación en e la aplicación, la API de came a2 y el ha dwa e de la cáma a. Pa a pode u iliza la cáma a en una aplicación sin ene que ecu i a los In en s y en su luga , pode accede di ec amen e a los da os que p opo ciona el ha dwa e, es necesa io emplea las clases p opo cionadas po came a2. El manejo de la cáma a po pa e de es a API equie e de una clase Came aManage [25], es a clase se enca ga de ob ene el lis ado de odas las cáma as disponibles en el disposi i o, las ca ac e ís icas especí icas de cada una de es as cáma as y, inalmen e, de c ea una ins ancia pa a cada una de es as cáma as pa a después ab i las. Una ez comple ado es e paso, 39 desde la aplicación se puede comp oba la disponibilidad de las cáma as, así como las ca ac e ís icas de es as y ajus a las uncionalidades que o ece á la aplicación al usua io en base al ni el que o ezca el ha dwa e [26]. El an e io men e mencionado ni el del ha dwa e de la cáma a es ablece cuáles son las ca ac e ís icas a las que came a2 puede accede y manipula , incluyéndose en e ellas la can idad y e iciencia de o og amas p ocesados y ambién la posibilidad de modi ica los ajus es de cada o og ama indi idual, pudiéndose al e a , en e o os: la exposición, el balance de blancos o el uido de la imagen. La aplicación, después de ob ene oda la in o mación sob e las ca ac e ís icas ísicas de la cáma a, debe á p opo ciona una << is a>>, una ma iz de píxeles en pan alla en los cuales se mos a á la in o mación que se ob iene a a és de la API de came a2. Exis en dis in os ipos de is a, cada uno ú il pa a dis in os casos de uso conc e os, pe o los dos p incipales más usados pa a ende iza ídeo en iempo eal son Tex u eView [27] y Su aceView [28] , es os dos ipos de is a se explo a án más en de alle pos e io men e en la memo ia. T as p opo ciona una is a en la cual ende iza , se debe c ea una sesión de cap u a, o Came aCap u eSession [29], a la que se debe asigna una unción de e ollamada, (en inglés callback) que se llama á una ez inalice alguna de las pe iciones que se ealiza án en la sesión de cap u a. Mien as es a sesión de cap u a es é ac i a se pueden ealiza las siguien es pe iciones de acción a la cáma a: cap u a de un o og ama, cap u a de o og amas en ápida sucesión, cap u as pe iódicas de o og amas y cancelación de cap u as pe iódicas. Todas es as pe iciones se mandan a una cola o una lis a dependiendo de si es una pe ición a ómica o, po el con a io, de una pe ición pe iódica. Las pe iciones pe iódicas no son más que sucesiones de pe iciones a ómicas po lo que es as, cada ez que la cola de pe iciones pendien es es á acía, se en ían a la misma cola que las an e io es. T as llega a la cola de pe iciones pendien es, cada pe ición se a en iando po o den a la capa de ha dwa e de la cáma a, pa a que es a, con los ajus es p e iamen e es ablecidos en el momen o de su ins anciación, p ocese el o og ama y de uel a el esul ado una ez es e se haya comple ado. Es a pa e del p oceso es sínc ona y no bloquean e, es deci , puede habe a ios o og amas espe ando a se 40 cap u ados pe o el o den en el que se de uel en es el o den en el que en a on, es o asegu a que el esul ado sea cohe en e y no se in e cambien o og amas de posición. Una ez los o og amas han sido p ocesados po la cáma a es os se asignan a una cola de pe iciones comple adas de la cual se ob iene el esul ado de la cap u a, o Cap u eResul [30], el cual ya se puede ges iona po cualquie a que sea la callback que se asignó en el momen o de decla a la sesión de cap u a. Es en es a unción de callback donde se pod á manipula el esul ado que ha de uel o la cáma a y ealiza el pos p ocesado pe inen e. En la igu a 3.4 se puede obse a la escena i ual que simula And oid S udio cuando se u iliza la cáma a en el emulado . Figu a 3.4 Escena i ual que se e al inicia la cáma a en And oid S udio El o o obje i o p opues o pa a es e hi o ue pode conec a una pan alla secunda ia y isualiza con enido solamen e en es a úl ima y así pode u iliza el elé ono como con olado . La o ma de mos a con enido en pan allas dis in as de la p incipal es median e la clase P esen a ion [31]. Es a clase de And oid es una ex ensión de o a 47 Como se puede lee en la an e io sección, la implemen ación inal de la cáma a se ealizó empleando la lib e ía Came aX. Las en ajas que o ece es a lib e ía espec o a came a2 son, p incipalmen e: la acilidad de uso, el en oque a casos de uso de la cáma a y el modelo de implemen ación con un ciclo de ida. Came aX pe mi e ob ene una ins ancia de cáma a uncional de mane a mucho más sencilla que came a2, con es a nue a lib e ía ya no hace al a decla a e inicializa cada una de las clases necesa ias pa a el uncionamien o de came a2, sino que es el p opio Came aX quien se enca ga de ealiza odo es o po debajo. Pa a u iliza Came aX es necesa io decla a un Lis enableFu u e [36], un esul ado u u o de una ope ación de cómpu o asínc ona, pa a pode ob ene los esul ados de la cáma a una ez es os es én lis os. A es a clase se le debe añadi un Lis ene , unción que se ejecu a á cuando es é disponible el esul ado an e io men e mencionado, que se á ejecu ado po un MainExecu o [37], una clase que se enca ga de ges iona cuándo y en qué hilos se ejecu a á el Lis ene , al a a se del ejecu o p incipal se emplea el hilo p incipal de And oid que se enca ga de maneja la in e az de usua io. Una ez hecho es o hay que especi ica lo que debe hace la unción llamada en el Lis ene , es aquí donde se c ean los obje os y con igu an los ajus es necesa ios pa a Came aX. Los casos de uso que se han u ilizado en es a aplicación son el de selección de cáma a, el de is a p e ia y el de análisis de imagen. El caso de uso de selección de cáma a pod ía habe se omi ido si se abajase di ec amen e con la cáma a de las ga as Mo e io, ya que es as disponen de una sola cáma a o ien ada al en e, pe o, al e nos obligados a u iliza la cáma a del disposi i o mó il, es necesa io especi ica le a Came aX cual de odas las cáma as del disposi i o debe usa , en es e caso la cáma a ase a. Pa a el caso de uso de la is a p e ia bas a con especi ica la esolución obje i o de la is a donde se a a mos a el esul ado y es ablece dicha is a, que en es e caso se a a de un nue o ipo de is a in oducido con Came aX, la P e iewView [38]. Es a is a P e iewView ue c eada pa a mos a especí icamen e el esul ado del caso de uso de is a p e ia y se ajus a de mane a au omá ica pa a mos a co ec amen e es e esul ado. Po den o P e iewView u iliza las p e iamen e mencionadas Tex u eView y Su aceView y elige la que mejo se adap e a cada si uación dependiendo del alo de su a ibu o Implemen a ionMode. Po úl imo, el caso de uso de análisis de imagen es el que después se i á pa a ealiza el pos p ocesado. Pa a pode decla a lo se necesi a 48 especi ica una esolución obje i o y una es a egia de con ap esión, que mé odo u iliza pa a con ola el lujo p oduc o -consumido en e las imágenes en iadas a analiza y el esul ado del análisis, así como un Execu o pa a el análisis, en es e caso el hilo p incipal nue amen e. En cuan o a la es a egia de con ap esión, se ha op ado po man ene únicamen e la úl ima imagen en iada a analiza pa a e i a ene que usa una cola de imágenes que analiza , es o se debe a que el obje i o de la aplicación es mos a ídeo en iempo eal y u iliza una cola pa a analiza odas las imágenes ecibidas pod ía causa una la encia indeseada. Una ez decla ados odos los casos de uso es necesa io incula los al ciclo de ida de la cáma a pa a que se ejecu en du an e odo el iempo que es a es é ac i a. Teniendo la cáma a uncionando en la p esen ación, e a necesa io diseña una in e az de con ol en la pan alla p incipal. Se op ó po implemen a dos ipos de elemen os de con ol, ba as deslizan es y conmu ado es. Las ba as deslizan es si en pa a con ola los ajus es que admi en un ango de alo es dis in os, como el zoom o el con as e, y los conmu ado es pa a ac i a o desac i a alguno de los il os de pos p ocesado de la imagen. El p ime ajus e que se in en ó implemen a ue el del b illo de la pan alla de las ga as Mo e io, es e ajus e se puede cambia desde la aplicación de Mo e io Link P o ins alada de base en el con olado de las ga as, pe o, como pa a los disposi i os que no sean el con olado p opio de Mo e io es a aplicación no es á disponible, se conside ó opo uno pode modi ica el b illo desde la aplicación desa ollada pa a es e p oyec o. Es o, sin emba go, no esul ó posible ya que pa a pode accede a los ajus es de las ga as es necesa io emplea la clase DisplayManage p opo cionada po el SDK de Epson. Aunque sí que se pueden accede y llama a las unciones que modi ican los ajus es del b illo en las ga as, u iliza es as unciones de uel e un código de e o y no modi ica ningún ajus e en las ga as. Se p oba on a ias de las unciones que o ece el SDK, pe o ninguna dio esul ados ap eciables po lo que se decidió in es iga el uncionamien o in e no de las mismas. Pa a ello ue necesa io descompila las clases y ealiza ingenie ía in e sa pa a deduci su uncionamien o. Es o se ealizó u ilizando una uncionalidad que iene incluida en And oid S udio, que pe mi e mos a el o igen de una clase. Es a he amien a busca la de inición de la clase en la biblio eca de la que 49 p o iene y la mues a al usua io pa a que es e pueda documen a se sob e su uncionamien o. Al a a se de una lib e ía ex e na p opie a ia de Epson las clases es án compiladas y la única in o mación que puede mos a And oid S udio sob e su de inición es la clase descompilada. T as ealiza es a in es igación se de e minó que los ajus es de las ga as solo e an modi icables si el modelo de es as se ajus aba con los modelos que ienen de inidos en las unciones del SDK, al no es a el modelo conc e o de las ga as de las que disponíamos pa a el p oyec o se asumió que es a uncionalidad no se podía implemen a . Aun así, al es a disponible en el p opio so wa e de Mo e io, los usua ios siguen eniendo acceso a ella, e igu a 3.9. Figu a 3.9 Ex ac o del código descompilado del DisplayManage de Epson. Se puede obse a un swi ch en el que se comp ueba el modelo del disposi i o conec ado y se ac ualiza el alo de una a iable que p esumiblemen e después si e pa a pe mi i la modi icación del b illo Después de de e mina que el b illo de las pan allas no se implemen a ía se pasó a abaja en la uncionalidad de modi icación del zoom. El zoom es la capacidad de ace ca o aleja una imagen ya sea du an e su cap u a o, pos e io men e, du an e su edición. Se pueden dis ingui dos ipos de zoom, el óp ico y el digi al. El zoom óp ico es 50 el esul ado de modi ica la posición de las len es de la cáma a con el obje i o de c ea dis in as dis ancias ocales. Po o o lado, el zoom digi al se log a median e un algo i mo que amplía una sección de la imagen comple a cap u ada po la cáma a, haciendo que se pie dan más de alles cuan o mayo es el zoom, ya que la o o o iginal no cambia. Po lo gene al, en los disposi i os And oid, pa a man ene su educido amaño, los módulos de cáma a u ilizados son muy pequeños lo cual no pe mi e ene muchas len es y conlle a una educción signi ica i a de las capacidades de zoom óp ico del disposi i o. Es po es o po lo que en la mayo ía de los disposi i os And oid y en especial el con olado de las ga as Mo e io, el zoom que se emplea es el digi al. Came aX pe mi e con ola los ajus es de la cáma a y modi ica los en di ec o median e su clase Came aCon ol [39]. Es a clase con iene odos los pa áme os modi icables de la cáma a y pe mi e median e una sencilla unción se Linea Zoom ajus a el zoom de la cáma a mien as es a se es á u ilizando. La can idad de zoom a aplica se puede selecciona u ilizando la ba a deslizan e de la pan alla p incipal. Las igu as 3.10, 3.11 y 3.12 son ejemplos de imágenes omadas con es ni eles dis in os de zoom: 0%, 50% y 100%. Figu a 3.10 Imagen omada con el zoom de la cáma a al 0% 51 Figu a 3.11 Imagen omada con el zoom de la cáma a al 50% Figu a 3.12 Imagen omada con el zoom de la cáma a al 100% Du an e la implemen ación del zoom, iendo que Came aCon ol disponía de una unción pa a modi ica la exposición de la cáma a, se decidió que es a se ía la p óxima uncionalidad a implemen a . La exposición se e ie e a la can idad de luz que en a en el senso de la cáma a a a és de la len e del obje i o du an e el pe íodo que se a da en oma la o og a ía. Es e pa áme o se ajus a con olando la ape u a del dia agma de la cáma a, un mecanismo que ac úa de mane a análoga al i is del ojo humano, aumen ando o disminuyendo la misma pa a así deja en a más o menos luz. 52 Así como con el zoom, la exposición se con ola omando el alo de la ba a deslizan e de exposición y llamando a la unción de la clase Came aCon ol se Exposu e. En las igu as 3.13 y 3.14 se puede obse a el esul ado de oma una o o disminuyendo la exposición al 100% y 50% espec i amen e. Po o o lado, las igu as 3.15 y 3.16 mues an lo ob enido al hace lo con a io, aumen a la exposición un 50% y un 100% espec i amen e. Figu a 3.13 Imagen omada con la exposición de la cáma a al -100% Figu a 3.14 Imagen omada con la exposición de la cáma a al -50% 53 Figu a 3.15 Imagen omada con la exposición de la cáma a al +50% Figu a 3.16 Imagen omada con la exposición de la cáma a al +100% Se decidió inco po a es os ajus es eniendo en men e a las pe sonas que padecen e ini is pigmen a ia [4]. Es e g upo de en e medades gené icas se ca ac e iza po la pé dida de isión noc u na o la pé dida de isión la e al. Pa a el p ime o de es os p oblemas una pe sona que padezca la en e medad pod ía aumen a la exposición de la imagen y así pode e mejo en un en o no oscu o o de noche. Po o o lado, ambién se puede usa es e ajus e pa a consegui el e ec o con a io, ya que hay en e medades 54 como la en e medad de S a ga d o la u eí is [4] en las que uno de sus sín omas es la sensibilidad a la luz. Una pe sona con al a sensibilidad a la luz pod ía disminui el b illo de las imágenes que se le mues an con el in de e i a las moles ias causadas po obje os que sean demasiado b illan es. También hay que ene en cuen a que, aunque la opción de amplia la imagen pa a pode e obje os dis an es puede se bene iciosa pa a la g an mayo ía de los usua ios, es especialmen e p ác ica en el caso de las pe sonas que ienen di icul ades pa a e los obje os que se encuen an lejos. Es e es el caso de las pe sonas que ienen miopía [4], una en e medad causada po un de ec o en la e acción del ojo que causa el sín oma desc i o an e io men e, así como a iga ocula o la necesidad de ce a los ojos pa a e cla amen e. En es os casos, una pe sona con p oblemas pa a e obje os dis an es solo iene que amplia el zoom en la aplicación pa a pode e es os obje os sin mayo p oblema. 3.5 Adición del il o de escala de g ises Habiendo implemen ado el g upo de ajus es elacionados con la modi icación de pa áme os ha dwa e de la cáma a, aho a les ocaba el u no a los il os de pos p ocesado. El p ime o que se implemen ó ue el il o de escala de g ises. Una escala de g ises es una mane a de o ganiza los colo es, de o ma que a és os se les asigna un alo , desde el neg o has a el blanco, pasando po dis in as onalidades de g ises. Es dis in o a las imágenes monoc omas ya que es as o as únicamen e u ilizan es os dos colo es, el blanco o el neg o. U iliza una escala de g ises a la ho a de isualiza imágenes pueden se de g an u ilidad pa a pe sonas con dal onismo [4], ya que las pe sonas con es a en e medad pueden su i dis in as pa ologías que les eduzcan o incluso inhabili en la capacidad de e onos ojos, e des o azules, así como con undi dis in os colo es, llegando algunos al pun o de solo dis ingui los g ises. Debido a es o, una escala de g ises puede consegui que las pe sonas que padecen dal onismo puedan pe cibi de mejo mane a las dis in as onalidades de las imágenes que isualizan a a és de las ga as. Es e ajus e puede u iliza se cuando el usua io enga p oblemas a la ho a de pe cibi los colo es, como puede se el caso an e io men e mencionado de las pe sonas con dal onismo o el de algunas pe sonas con ca a a as [4]. En es os casos en los que el usua io no es capaz de dis ingui en e dos o más colo es el il o puede se ú il, ya que los ans o ma odos a una escala en e el blanco y el neg o. Una ez la imagen se 55 encuen a en blanco y neg o, el usua io pod ía obse a la di e encia en e los colo es y así sabe que, aunque los ea de la misma mane a, son colo es di e en es. La p ime a ap oximación pa a implemen a es a uncionalidad ue la de usa el caso de uso de análisis de imágenes de Came aX. Es e caso de uso pe mi e ob ene los o og amas que a p ocesando la cáma a uno po uno pa a después analiza los. Es e caso de uso es á pensado pa a aplicaciones que iene como obje i o el econocimien o de obje os en iempo eal, la ob ención de in o mación elacionada con las imágenes que cap a la cáma a o, el uso que se le da en es a aplicación, el p ocesado de los o og amas cap ados. Al pode ob ene cada uno de los o og amas se puede c ea una unción que al e e dichos o og amas aplicando el il o que sea necesa io y los de uel a pa a pode mos a los en una is a. Se puede pensa en eu iliza la P e iewView que ya se es á u ilizando pa a mos a la is a p e ia y mos a en ella el esul ado, pe o desa o unadamen e es o no es posible ya que P e iewView no pe mi e sob esc ibi a bi a iamen e las imágenes que ecibe pa a mos a . La solución a es e incon enien e ue ins ancia una nue a is a Su aceView, la cual se inicializa in isible y solo se uel e isible cuando alguno de los il os de pos p ocesado es á ac i o. Solo una de las is as puede se isible al mismo iempo pa a e i a p oblemas en e las dos. Una ez que se iene la is a a la que mos a el esul ado del análisis al aba implemen a el algo i mo pa a pasa de una imagen a colo a una en escala de g ises. Pa a log a lo se oma el o og ama ac ual de la P e iewView en o ma o Bi map, una ma iz que con iene los alo es ojo, e de y azul de cada píxel de la imagen jun o con su anspa encia, y se le aplica una Colo Ma ix [40], ma iz u ilizada pa a la modi icación de colo es, con un alo de sa u ación igual a ce o. Una ez se iene el mapa de bi s en escala de g ises es e se debe pin a en un Can as [41], el “lienzo” en el que se a a pin a , que en es e caso se ob iene de la Su aceView p e iamen e decla ada. La igu a 3.17 ilus a el p ocedimien o a segui pa a log a mos a una imagen en escala de g ises. Figu a 3.17 Diag ama de al o ni el del p oceso de aplicación del il o de escala de g ises 56 Es e il o se ac i a cuando el usua io pulsa el conmu ado Escala de g ises en la pan alla p incipal del disposi i o. La igu a 3.18 mues a el esul ado de aplica al il o de escala de g ises a lo que es á cap ando la cáma a en ese momen o. Figu a 3.18 Imagen omada con el il o de escala de g ises ac i ado. 3.6 Op imización del il o de escalas de g ises y adición del il o de de ección de bo des Teniendo el p ime il o ya implemen ado el siguien e obje i o e a añadi un il o de de ección de bo des, una uncionalidad de la que se habló en las p ime as euniones con la gen e de Plusindes y se de e minó muy impo an e pa a la aplicación. Un il o de bo des es una écnica en el p ocesamien o de imágenes que consis e en esal a los bo des o con o nos de una imagen. Es os il os se u ilizan con el obje i o de en a iza las ansiciones ab up as en la in ensidad de la luz. Con es o podemos log a una imagen con los bo des más ní idos y esal ados, lo que si e pa a que se puedan de ec a mejo los cambios p o undidad, la ex u a o la o ma de los di e en es obje os que se encuen an en la imagen. Exis en a ios algo i mos pa a la de ección de bo des, como el de Robe s [42], el de P ewi [43], el de Canny [44] o el de Sobel [45]. En gene al, odos ellos uncionan compa ando los píxeles de la imagen con los píxeles adyacen es. Cuando se p oducen cambios b uscos en la in ensidad o el colo en la imagen, el algo i mo de ec a la exis encia de un bo de y lo esal a. In es igando sob e la de ección 63 Como el con as e es el a io en e lo más b illan e de la imagen y lo más oscu o es e pa áme o al a se puede u iliza pa a modi ica es e a io aplicándolo a odos los píxeles de la imagen. De es a o ma se consigue modi ica el con as e de la imagen de mane a sencilla, pe o, debido a p oblemas de endimien o causados po calcula es a ans o mación pa a cada o og ama que se ecibe, la implemen ación inal se ealizó con una abla de consul a, una abla que con iene odos los alo es esul an es de mul iplica el alo al a po cada alo posible de cada píxel. Como los píxeles es án es ingidos en e 0 y 255 bas a con c ea la abla una ez se ecibe po p ime a ez el pa áme o al a y después comp oba qué alo se debe asigna a cada píxel esul an e según es a abla. El alo del pa áme o al a se con ola con una ba a deslizan e desde la pan alla p incipal, una ez se ha ac i ado el conmu ado Con as e y B illo. En las igu as 3.26 y 3.27 se puede obse a el esul ado de educi y aumen a el con as e espec i amen e. Figu a 3.26 Imagen omada con el con as e con ⍺ = 0.5 64 Figu a 3.27 Imagen omada con ⍺ = 2.5 Cuando se modi ica el con as e de una imagen es habi ual que e modi ica ambién el b illo de es a, pues los dos ajus es an de la mano. El b illo de una imagen es la can idad de luz que se encuen a en dicha imagen. A mayo b illo, mayo luminosidad de la imagen, es deci , la imagen se hace más cla a. Po el con a io, a meno b illo, la imagen se oscu ece. El b illo se suele con undi con la exposición, sin emba go, son cosas di e en es. Po un lado, la exposición se ajus a a la ho a de oma la imagen y po el o o el b illo se modi ica una ez enemos la imagen ya omada. Con es o en men e y iendo la ó mula de an e io es ácil adi ina cómo se puede modi ica el b illo de la imagen. Como se dijo p e iamen e los alo es RGB de un píxel indican la in ensidad del colo que ep esen an, cuan o más al o el alo más in enso el colo . De es a o ma se puede e que pa a aumen a el b illo bas a con suma una can idad a cada uno de los píxeles y es o se consigue median e el pa áme o β, que se suma después de habe ealizado la mul iplicación po el pa áme o ⍺. El alo que oma es e pa áme o se ob iene de la o a ba a deslizan e que se ac i a al pulsa el conmu ado Con as e y B illo. La igu a 3.28 mues a el esul ado de habe aplicado el il o de b illo con un alo de 150. 65 Figu a 3.28 Imagen omada con β = 150 3.8 Rediseño de la in e az de usua io Habiendo implemen ado odas las uncionalidades que se han ido desc ibiendo a lo la go de es e capí ulo, llegó la ho a de mos a el esul ado a los u o es y al pe sonal de Plusindes. La aplicación ue bien ecibida y se dio el is o bueno a odos los ajus es implemen ados, no obs an e, se señaló que la in e az de usua io de la pan alla p incipal debía se mejo ada. La in e az inicial se puede obse a en la igu a 3.8, en ella se pueden ap ecia que odos los elemen os in e ac uables ienen el diseño p ede e minado. La p incipal modi icación que había que ealiza e a aumen a el amaño de los conmu ado es y ba as deslizan es ya que e an demasiado pequeños pa a se manipulados de mane a co ec a. Es o sumado a que la pan alla del con olado Mo e io es, a su ez, muy pequeña hacía apa a oso con ola la aplicación. Es po es o po lo que se aumen ó el amaño de oda la in e az pa a hace la más legible y ácil de usa . Además, se c ea on ba as deslizan es y conmu ado es pe sonalizados pa a pode modi ica su amaño y adecua los al amaño del disposi i o. El esul ado del ediseño de la in e az se puede obse a en la igu a 3.29. 66 Figu a 3.29 Nue o diseño de la in e az 3.9 Di icul ades sob e enidas du an e el desa ollo A lo la go del desa ollo de es e abajo de in de g ado han su gido di e sos con a iempos, algunos los hemos podido sol en a mien as que o os no han sido posibles. El p ime o de ellos se p esen ó nada más comenza con el p oyec o, el p ime modelo de ga as AR que se nos iba a p es a , el modelo Glow Plus de la ma ca MadGaze [53] ya no o ecía la desca ga de su SDK. T as con ac a po co eo elec ónico con la emp esa e incluso a a de habla con el CEO de la emp esa, se decidió cambia de ga as debido a la al a de espues a po pa e de MadGaze. Seguidamen e se nos anunció a exis encia de un nue o modelo de ga as Mo e io, las BT45 C [54]. Es e modelo más no edoso incluía ca ac e ís icas nue as y mejo adas, pe o, como e a de ecien e apa ición, la o e a de unidades e a educida y ca a. Es po es o po lo que inalmen e las ga as con las que desa olla íamos el TFG se ían las BT 40S, a la espe a de no icias sob e una posible mejo a a las BT 45C. Es e modelo iene unas ca ac e ís icas no ablemen e in e io es al modelo p e iamen e mencionado, lo cual mo i ó algunos cambios en el concep o de la aplicación. Po un lado, las ga as no es án p o is as de una cáma a, con lo que las imágenes que cap amos pa a mos a en ellas 67 han de se ob enidas con el disposi i o mó il al que es én conec adas las ga as. Además, es as ga as no ienen ningún al a oz pa a emi i sonido, po lo que no se puede añadi ninguna uncionalidad a la aplicación que necesi e es a ca ac e ís ica, como po ejemplo una guía po oz, o indica los pa áme os que se modi ican en el momen o en el que se hace el ajus e. O o con a iempo su gido a aíz de usa es e modelo de ga as es que muchas de las uncionalidades del SDK no es án disponibles pa a es as ga as conc e as, algunas de las cuales se encon aban den o de los obje i os iniciales del p oyec o. Aun así, hemos sido capaces de implemen a las po o os medios. El úl imo p oblema que limi a nues os obje i os del p oyec o es el ex emadamen e escaso núme o de disposi i os que pueden conec a se a las ga as, los cuales además son bas an e cos osos. Po es e mo i o se op ó po usa el disposi i o con olado p opie a io que es p opo cionado con las ga as en luga de un elé ono mó il pe sonal. Además, es a á ea de desa ollo pa a pan allas mon adas en la cabeza es muy nue o, po lo que no hemos podido encon a un amplio núme o de desa ollos simila es, o que po lo menos elacionados con el ema. O o de los g andes con a iempos que u imos que supe a du an e el desa ollo de la aplicación ue el desconocimien o del lenguaje And oid. No ha sido has a el segundo cua imes e de es e cu so cuando los es in eg an es del g upo hemos cu sado la asigna u a <<P og amación de aplicaciones pa a disposi i os mó iles>> en la que inalmen e ob u imos conocimien os pa a el desa ollo en And oid. Aun así, g acias a la asigna u a p e iamen e mencionada y a labo es p opias au odidac as se consiguió desa olla una aplicación mó il uncional y aco de con los obje i os del p oyec o. El úl imo g an p oblema que se ha i ido du an e la mayo pa e del desa ollo del código pa a la aplicación ha sido ni más ni menos que el en o no de desa ollo o ecido po los mismos desa ollado es que man iene And oid, And oid S udio. Es e en o no de p og amación ha sido una lac a común pa a odos los in eg an es del g upo, la incompa ibilidad en e e siones, el g an consumo de ecu sos del o denado o p oblemas de emulación han sido algunos de los múl iples p oblemas ocasionados po es e IDE. Aún con odos es os p oblemas no ha habido más emedio que u iliza And oid S udio ya que las capacidades que o ece siguen siendo necesa ias pa a el desa ollo en es a pla a o ma. 68 69 Capí ulo 4 - Conclusiones y abajo u u o 4.1 Conclusiones Pa a los es in eg an es del g upo, es a ha sido la p ime a ez que hemos ealizado un p oyec o de es as dimensiones. Du an e el desa ollo, hemos enido que en en a nos a una g an can idad de e os de odo ipo. Sin emba go, los que más se han epe ido y sob e odo los más di íciles se han debido a dos ac o es p incipalmen e. Po un lado, han es ado siemp e p esen es las limi aciones del ha dwa e p opo cionado po Plusindes, como la al a de cáma a en las ga as o la imposibilidad de conec a ningún elé ono que u ié amos disponible. Po el o o las di icul ades que se plan ean al no habe mucha documen ación disponible al se la ealidad aumen ada una ecnología nue a y de nicho. Los miemb os del equipo es amos bas an e o gullosos de habe conseguido desa olla una aplicación que cumple con la mayo can idad posible de los equisi os p opues os so eando las ba e as de las limi aciones de los componen es ísicos. El p oduc o inal es una aplicación compa ible con las ga as Mo e io BT-40S y el con olado BO-IC 400, que mues a en las ga as las imágenes que cap u a la cáma a del con olado mien as que en es e úl imo se mues a una in e az con un diseño simple e in ui i o desde la cual se pueden modi ica odos los ajus es de la aplicación. En ando más en de alle, los ajus es que el usua io puede modi ica son el zoom, el con as e, el b illo, el modo de esal e de bo des, el il o de escala de g ises y la exposición de la cáma a. También es amos bas an e con en os de habe podido encon a soluciones a odos aquellos p oblemas que han su gido desa ollando el código de la aplicación, muchos de los cuales no es aban documen ados, g acias al abajo en equipo y la pe se e ancia de odos. Espe amos que con nues o abajo y el del equipo de Plusindes se pueda ayuda a an as pe sonas como sea posible, sin deja de inno a y busca soluciones a los p oblemas con los que con i en dia iamen e las pe sonas con baja isión y los cuales desg aciadamen e son desconocidos pa a una g an can idad de pe sonas. 70 4.2 T abajo u u o Aunque hemos sido capaces de desa olla una g an can idad de uncionalidades, algunas se nos han quedado en el in e o ya sea po al a de iempo o po la al a de disponibilidad del ha dwa e adecuado. A con inuación, se de alla án a ias mejo as y nue as uncionalidades que se pod ían implemen a en u u as e siones de la aplicación: • U ilización de un modelo de ga as con cáma a in eg ada que pe mi a p escindi de la cáma a del con olado . • In oducción de un modo de uso po comandos de oz, sin necesidad de usa la pan alla ác il. De es a mane a los usua ios pod ían u iliza la aplicación sin ene que mi a la pan alla, lo cual puede gene a dis acciones y moles ias, en especial a los usua ios con baja isión. • Adición de ajus es pa a pe sonaliza la uen e de la aplicación, el amaño y los colo es del ondo y de los bo ones. Cada usua io con baja isión es dis in o, po lo que la aplicación debe ía pode adap a se a las necesidades de cada uno. • U ilización de un elé ono mó il pe sonal en ez del disposi i o p opo cionado po Epson. El p incipal obje i o p opues o po Plusindes e a el de pode u iliza las ga as con un elé ono mó il en ez de con el con olado p opie a io, pa a así hace más ácil su uso a sus clien es. • Mejo a del endimien o y es abilidad de la app. Al habe sido desa ollada solo pa a un disposi i o desconocemos el endimien o que puede ene la aplicación en caso de ejecu a se en o o en o no y los p oblemas que pod ía ocasiona en cuan o a conec i idad con o os modelos de ga as y elé onos. Du an e las p uebas que se ealizaban pa a comp oba el uncionamien o de las dis in as uncionalidades implemen adas, en ocasiones se ecibía una no i icación po pa e de las ga as indicando que se es aban sob ecalen ando. También se obse ó que la ba e ía del con olado disminuía ápidamen e du an e las sesiones de p uebas, aunque es o puede debe se a que la capacidad de la ba e ía es solamen e de 3400 mAh. 71 In oduc ion This epo is abou he Final Deg ee P ojec <<Use o Augmen ed Reali y glasses o imp o e he au onomy o use s wi h low ision>>. I de ails he de elopmen p ocess o an applica ion o mobile de ices wi h he And oid ope a ing sys em, o help people wi h low ision condi ion o inc ease hei au onomy. The a o emen ioned pa hology, low ision [4] [5], is an ocula condi ion caused by di e en diseases such as: age- ela ed macula degene a ion, ca a ac s, glaucoma, diabe ic e inopa hy, e c. The main ision de ec s i causes a e loss o cen al ision, pe iphe al ision, nigh blindness and blu ed ision. The pa icula i y o low ision is ha i canno be ea ed wi h con en ional me hods, whe he glasses, con ac lenses o medical ea men s. This p ojec a ises om a collabo a ion o he company Plusindes, SL wi h he Complu ense Uni e si y o Mad id. This company a ises in 2014 om he hands o indus ial and compu e enginee s wi h he mission o imp o e he li es o people wi h low ision. The main p oduc s hey o e a e Sma Glasses wi h Augmen ed Reali y (AR) echnology, hese glasses in addi ion o hei own so wa e ha is used in conjunc ion wi h hem cons i u e he RETIPLUS® sys em. This sys em wo ks by applying il e s, chosen, and adjus ed by an op ome is specialis , o he images cap u ed by he glasses' in eg a ed came a and displaying he esul on he glasses' sc eens, in he speci ic a ea o he sc een ha he pa ien can see. The need o use a speci ic model o glasses i ed wi h a p op ie a y d i e de ice has led he company o look o al e na i es, an applica ion ha can be used on a wide ange o mobile de ices ha will make i easie o pa ien s o use he RETIPLUS® sys em, sa ing hem money and inc easing hei con enience by allowing hem o use hei own phone. The wo k ca ied ou by he s uden s in his epo has esul ed in an applica ion o And oid phones ha allows showing he ideo p e iew, cap u ed by he de ice's came a in eal ime, on he glasses, modi ying a ious came a se ings and, in addi ion, applying il e s o wha is seen on he glasses using he sc een o he mobile de ice. 72 Mo i a ion As we ha e men ioned be o e, augmen ed eali y is a booming ield which has many applica ions. This echnology s ill has a long way o go, as i o e s endless possibili ies when i comes o esea ching, de eloping, and ealizing p ojec s wi h i . Many o hese p ojec s could signi ican ly imp o e ou quali y o li e in he u u e. Majo a eas such as medicine, en e ainmen , indus y, and ad e ising a e al eady in oducing augmen ed eali y wi h p omising esul s. Howe e , augmen ed eali y is ecen and he e o e i comes wi h se e al p oblems. Some o hese d awbacks a e he limi ed a ailabili y and high p ice o he de ices needed o i s ope a ion o he lack o documen a ion on how o de elop applica ions on hese de ices. Also impo an is he ac ha o he momen i is a niche echnology, so i s use is no e y widesp ead and li le esea ch has been done. As o why we chose his p ojec , he h ee membe s o he g oup we e d i en by simila objec i es. On he one hand, wo king wi h such a no el echnology and wi h such a b igh u u e ahead seemed o us an exci ing challenge and o high educa ional alue. On he o he hand, his is a p ojec wi h which we hope o imp o e he quali y o li e o people wi h low ision, which was an especially c ucial ac o o all h ee o us when choosing his wo k. Goals The ini ial objec i e o he p ojec is o c ea e an applica ion ha can be execu ed on he mobile de ice ha has been p o ided wi h he glasses. This applica ion mus make use o he came a o he de ice and ansmi he images cap u ed by he came a o he sc een o he glasses, which will be connec ed ia a cable o he con olle . On he o he hand, an in ui i e and easy- o-use in e ace will be loca ed on he sc een o he mobile de ice, om which he images displayed on he glasses can be modi ied acco ding o a se ies o il e s o se ings. Memo y s uc u e 79 Conclusions and u u e wo k Conclusions Fo he h ee membe s o he g oup, his was he i s ime we ha e conduc ed a p ojec o his size. Du ing he de elopmen , we ha e had o ace many challenges o all kinds. Howe e , he mos epea ed and especially he mos di icul ones we e mainly due o wo ac o s. On he one hand, he limi a ions o he ha dwa e p o ided by Plusindes ha e always been p esen , such as he lack o a came a in he glasses o he impossibili y o connec ing any phone we had a ailable. On he o he hand, he di icul ies posed by he lack o documen a ion a ailable as augmen ed eali y is a new and niche echnology. The membe s o he eam a e qui e p oud o ha e managed o de elop an applica ion ha mee s as many o he p oposed equi emen s as possible while o e coming he ba ie s o he limi a ions o he physical componen s. The inal p oduc is an applica ion compa ible wi h he Mo e io BT-40S glasses and he BO-IC 400 con olle , which displays on he glasses he images cap u ed by he con olle 's came a, while he con olle displays an in e ace wi h a simple and in ui i e design om which all he applica ion se ings can be modi ied. Going in o mo e de ail, he se ings ha he use can modi y a e zoom, con as , b igh ness, edge highligh mode, g ayscale il e and came a exposu e. We a e also qui e happy o ha e been able o ind solu ions o all hose p oblems ha ha e a isen while de eloping he applica ion code, many o which we e no documen ed, hanks o he eamwo k and pe se e ance o all. We hope ha wi h ou wo k and ha o he Plusindes eam we can help as many people as possible, while con inuing o inno a e and seek solu ions o he p oblems ha people wi h low ision li e wi h on a daily basis and which un o una ely a e unknown o a la ge numbe o people. Fu u e Wo k 80 Al hough we ha e been able o de elop a la ge numbe o unc ionali ies, some o hem ha e been le behind ei he due o lack o ime o lack o a ailabili y o he app op ia e ha dwa e, and we will now de ail se e al imp o emen s and new unc ionali ies ha could be implemen ed in u u e e sions o he applica ion: • Use o a model o glasses wi h in eg a ed came a ha allows o dispense wi h he con olle 's came a. • In oduc ion o a mode o use by oice commands, wi hou he need o use he ouch sc een. This would allow use s o use he applica ion wi hou ha ing o look a he sc een, which can be dis ac ing and annoying, especially o use s wi h low ision. • Addi ion o se ings o cus omize he applica ion on , size and colo s o he backg ound and bu ons. Each use wi h low ision is di e en , so he applica ion should be able o adap o he needs o each use . • Use o a pe sonal cell phone ins ead o he de ice p o ided by Epson. The main objec i e p oposed by Plusindes was o be able o use he glasses wi h a cell phone ins ead o he p op ie a y con olle , in o de o make hem easie o use o hei cus ome s. • Imp o ed app pe o mance and s abili y. As i has been de eloped only o one de ice, we do no know he pe o mance o he applica ion in case o unning i in ano he en i onmen and he p oblems i could cause in e ms o connec i i y wi h o he models o glasses and phones. Du ing he es s ha we e conduc ed o check he pe o mance o he a ious implemen ed unc ionali ies, some imes a no i ica ion was ecei ed om he glasses indica ing ha hey we e o e hea ing. I was also obse ed ha he ba e y o he con olle was apidly dec easing du ing he es ing sessions, al hough his may be due o he ba e y capaci y o only 3400 mAh. 81 CONTRIBUCIONES PERSONALES Iulius Ghe asim Du an e el desa ollo de es e T abajo de Fin de G ado me he enca gado de esc ibi g an pa e del código de la aplicación. He implemen ado odas las uncionalidades de la aplicación: uso de la cáma a, is a en la pan alla de las ga as, ajus es de zoom y exposición, il o de escala de g ises, il o de esal e de bo des y il o de con as e y b illo. También hice la p ime a e sión de la in e az de usua io, aunque esa e sión solo se u ilizó pa a demos a las uncionalidades. Pa a pode implemen a odo lo an e io u e que documen a me a ondo sob e el uncionamien o de And oid y pos e io men e de la biblio eca OpenCV. Pa a ello consul é mul i ud de a ículos de la web pa a desa ollado es que o ece And oid y ambién consul é los u o iales disponibles en la web de OpenCV. En la memo ia me he enca gado de esc ibi la in oducción del capí ulo 1 y g an pa e del capí ulo 3, mayo i a iamen e la pa e elacionada con el desa ollo de la aplicación. También me he enca gado de oma las o os y ealiza los dis in os diag amas que apa ecen en las igu as de la memo ia. Pa a ob ene las igu as de los esul ados de las dis in as opciones de la aplicación ealicé cap u as de pan alla con mi elé ono. Po o o lado, las igu as que ilus an los algo i mos de de ección de bo des las ob u e u ilizando Py hon, ya que con pocas líneas de código pe mi e ejecu a los algo i mos y gua da los esul ados en imágenes. El diag ama de Gan lo c eé en Hojas de cálculo de Google, el diag ama del il o de escala de g ises lo hice u ilizando las he amien as de la web Visual Pa adigm y po úl imo el diag ama del concep o de la aplicación lo c ee u ilizando Figma. Iñaki Be ocal Díaz Es e ha sido un p oyec o en conjun o en el que los es in eg an es hemos enido igual pa e de con ibución y esponsabilidades. G an pa e del p oyec o lo hemos ealizado los es jun os al mismo iempo, y po an o se uel e más di ícil hace una di e enciación del abajo pa icula de cada uno po sepa ado. 82 A lo la go de la elabo ación de es e T abajo de Fin de G ado me he enca gado de ecoge la in o mación de las euniones en ac as pa a su pos e io uso en la memo ia. También he in es igado y ecopilado o os ipos de in o mación ú il jun o con mis compañe os pa a la elabo ación de la misma, como plan illas, u o iales, consejos y o os abajos y a ículos con el in de ayuda nos a edac a el documen o de la mejo mane a posible. También he eunido oda la in o mación posible sob e las ga as, el con olado , el SDK de Mo e io, in o mación sob e And oid y And oid S udio y sob e las demás aplicaciones y he amien as que hemos usado du an e el p oyec o, además de busca g an pa e de la bibliog a ía usada en la memo ia y con la que hemos ob enido in o mación ú il pa a el p oyec o. A pa e, me he enca gado de la o ganización del equipo y la me odología de abajo, de p opone echas lími e pa a los di e en es hi os, p opone euniones y de decidi en conjun o con mis compañe os cuales e an los obje i os a co o plazo que debíamos comple a en cada i e ación. Ag egando a lo an e io , he ayudado ambién a mis compañe os en la elabo ación del código de la aplicación en las dis in as ases del p oyec o. En lo que espec a a la memo ia he ealizado las pa es co espondien es al esumen inicial, la mo i ación, obje i os, plan de abajo, pa e del en o no y he amien as de abajo, pa e del capí ulo 3 y los p oblemas del desa ollo, el capí ulo 4 y la bibliog a ía. Pablo Valdés Balduz Du an e la ealización de es e p oyec o, me he enca gado de la elabo ación de la pa e on -end de la aplicación, sob e odo de la e sión inal: la idea e a c ea un menú sencillo, isual e in ui i o, donde las dis in as con igu aciones ue an ácilmen e econocibles y ajus ables, po eso elegimos bo ones y ex os g andes, así como una pale a de colo con unos colo es di e enciados. Hice di e sos p o o ipados, pe o al inal elegimos la in e az que hemos e minado implemen ando ya que el con as e del blanco del ondo con el azul y g is de los bo ones, así como el neg o de los ex os nos pa ecía que quedaba bien y que e a ag adable a la is a. 83 Además, du an e las ases p e ias de desa ollo, colabo é buscando di e en es documen os que nos pudie an se i de guía pa a abo da el desa ollo de una aplicación u ilizando un ha dwa e de es as ca ac e ís icas, buscando en páginas o iciales de modelos pa ecidos a las BT-40S, así como p egun ando a conocidos que abajaban en el campo de la o almología En cuan o a es o úl imo, ambién me in o mé sob e las dis in as pa ologías que pueden padece los pacien es que u ilizan es as ga as, pa a así pode da ideas sob e qué ajus es pod ían se de u ilidad pa a ellos en nues a aplicación. También busqué di e en es desa ollos que se hubie an ealizado en el que se plan ea a ambién el sepa a la aplicación en dos pa es: un menú o con olado , y una segunda pan alla donde se mos ase o a is a, a pode se , la cáma a de un disposi i o And oid, pa a pode hace un p ime boce o de cómo abo da el p oyec o y en ende la lógica de ás de sepa a en “dos” una aplicación. En la memo ia, me he dedicado sob e odo a edac a el segundo capí ulo, que a a sob e el es ado del a e, pe o ambién he ayudado en el capí ulo uno, en la pa e del en o no y las he amien as de abajo que hemos u ilizado en nues o desa ollo. Pa a el capí ulo del es ado del a e, ambién es u e ecabando in o mación, buscando dis in os in o mes y es udios ace ca de los a ances de la AR en dis in os campos, como en el sec o de educación, indus ia, ideojuegos, e c. Pa a la pa e de las he amien as de abajo, me euní con mis compañe os y uimos enume ando cada uno de los en o nos, p og amas, biblio ecas y elemen os de so wa e y ha dwa e que hemos u ilizado a lo la go de nues o desa ollo, an o pa a la implemen ación y p uebas de la aplicación, como pa a aloja nues o código, lle a a cabo las dis in as euniones que hemos enido, e c. 85 BIBLIOGRAFÍA [1] "Re iplus," [Online]. A ailable: h ps:// e iplus.com/. [2] Plusindes S.L., "Plusindes," [Online]. A ailable: h ps://www.plusindes.com/. [3] Epson, "Mo e io BT - 40S," [Online]. A ailable: h ps://www.epson.es/p oduc os/ga as -in eligen es/ isualizado -m%C3%B3 il- ansl%C3%BAcido/mo e io -b -40s/p/31096. [4] Na ional Eye Ins i u e, [Online]. A ailable: h ps://www.nei.nih.go /espanol/ap enda -sob e-la-salud-ocula /en e medades- y -a ecciones-de-los-ojos. [5] Sociedad Española de Especialis as en Baja Visión, [Online]. A ailable: h ps://seeb .com/baja_ ision/. [6] K. 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