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ALGORITMOS PARA BÚSQUEDA Y UBICACIÓN DE
PATRIMONIO CULTURAL CON REALIDAD AUMENTADA
USANDO DISPOSITIVOS MÓVILES
Javier Ignacio Tomaselli
1
Universidad Columbia del Paraguay - Paraguay
Heriberto Pintos Correa
2
Universidad Columbia del Paraguay – Paraguay
http://orcid.org/0000-0002-5966-2266
Recibido: 28/09/2019
Aprobado: 30/10/2019
Resumen
Se presenta el diseño y la implementación de un sistema de realidad aumentada
que permite conocer un patrimonio cultural a través de realidad virtual, con el objeto de
brindar la posibilidad de satisfacer la necesidad de información acerca de la historia
nacional. La aplicación busca difundir y proteger la diversidad cultural estimulando el
interés de la ciudadanía y de los viajeros para que amplíen sus conocimientos históricos.
Empleando una metodología cualitativa y descriptiva, se aplican algoritmos para la
búsqueda de ubicación del patrimonio que, con el concepto de realidad aumentada, brinda
información al usuario. Para ello se establecen la orientación del dispositivo y las
distancias entre diferentes puntos en un sistema de coordenadas geográficas. Está
diseñada para el uso en dispositivos móviles, en las pruebas de funcionamiento se
incluyen algunos lugares históricos en la base de datos junto con aspectos que hacen al
patrimonio cultural. Incorpora con el uso de sensores una innovadora experiencia de
1
Ingeniero en Informática – Universidad Columbia del Paraguay. Líder técnico de Infocenter S.A. Correo:
javier.tomaselli@gmail.com
2
Master en Ciencia de la Computación - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Lic. en Análisis de Sistemas –
Facultad Politécnica, Universidad Nacional de Asunción. Docente de la carrera de Ingeniería en Informática de la
Universidad Columbia del Paraguay. Correo: heriberto.pintos@columbia.edu.py
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usuario que permite acceder al contenido de forma simple y atractiva. La utilización de
esta nueva tecnología, que combina en un escenario real contenido virtual, está al alcance
de los usuarios de teléfono inteligente o tableta que funcionen con el sistema android.
Esta investigación forma parte del trabajo de conclusión de carrera de la Universidad
Columbia del Paraguay.
Palabras clave: Sistemas de información. Realidad aumentada. Patrimonio cultural en
dispositivo móvil. Sistema de posicionamiento. Geolocalización cercana.
Abstracts
The design and implementation of an augmented reality system that allows knowing a
cultural heritage through virtual reality is presented, in order to provide the possibility of
satisfying the need for information about national history. The application seeks to
disseminate and protect cultural diversity by stimulating the interest of citizens and
travelers to expand their historical knowledge. Using a qualitative and descriptive
methodology, algorithms are applied to search for the location of the heritage that, with
the concept of augmented reality, provides information to the user. To do this, the
orientation of the device and the distances between different points in a geographic
coordinate system are established. It is designed for use on mobile devices, in the
functional tests some historical places are included in the database along with aspects
related to cultural heritage. With the use of sensors, it incorporates an innovative user
experience that allows access to content in a simple and attractive way. The use of this
new technology, which combines virtual content in a real setting, is available to
smartphone or tablet users that run on the android system. This research is part of the
completion work of the Columbia University of Paraguay.
Keywords: Information systems. Augmented reality. Cultural heritage on a mobile
device. Positioning system. Nearby geolocation.
Apañuâi jekuaapyre jaheka ha ñamohenda hagua mba´eteekuéra culturapegua ko
añetegua ñembotuicháva jaiporuvo pumbyrymikuéra
Ñemombyky
77
Ojehechauka ko ta´ânga ha peteî hetamba´e kuéra jaipuruhagua ko añetegua
ñembotuicháva, ohejava kuaa ko mba´e teekuéra culturapegua pe añetegua
ikatuvaêragua´u rupive, ohupytyhagua ha ome´ëhagua pe mba´e ikatuvo oiko
ikatuhaguaicha omongapyhy pe tekoteve momaranduregua tembiasaka tetä rehegua. Ko
moiha oheka omosarambi ha oñangareko hagua pe opaichagua arandukuaa
ombokyre´yvo pe pyapy tetagua ha umi guataharakuérare ikatuhaguaicha omomtuicha pe
jekuaa tembiasakue rehegua. Oiporuvo peteï jejapo hagua hyepypegua ñemoñe´ê
oje´éva, oñemoi apañuâi jekuaapyre ñambohenda hagua mba´eteekuéra pe, he´iséva
añetegua ñembotuichávare ome´ë hagua momaranduregua umi oiporuva ko hetamba´e
kuéra. Upevare oñemoi mbohape pe pumbyrymikuéra ha pe mombyrykuéra ha umi
ojavýva ha´etepekuéra pe hetamba´e kuéra nderaháva yvyapekuaape. Ojejapo
oijeporuhagua pumbyrymikuérape, pe ñeha´ähápe oikopa oñemoïngue oimerae tenda
tembiasakue pe pumbyrymikuéra pe umi ambue ojapova mba´eteekuéra culturapegua.
Omoingue avei pe oijeporuhaguame pe pumbyry oñanduba petei ñembopyahu
tembiasakue arandukuera mba´éva ome´eva ñandeve jaike hagua umi oguerekóva ypype
ysaja ka´avo. Ko jeiporu mbaépuahu mbae rehegua, ombojehe´áva peteï tenda añetegua
oguereko ha ikatuvaêragua´u, oï enterovéva oiporuva pumbyrymikuéra po guype
oguerekóva hetamba´e kuéra android. Ko jetypeka ha´e pe tembiapo paha rehegua ko
carrera Universidad Columbia Paraguay regua.
Ñe´ë tekotevéva: Hetamba´e kuéra momaranduregua. Añetegua ñembotuicháva.
Mba´eteekuéra culturapegua. Hetamba´e kuéra ñeihame. Yvyjejuhuha aguïgua.
Introducción
El estado del arte en el internet de las cosas y la masificación del uso de los
teléfonos inteligentes permiten incorporar paradigmas emergentes que se abren paso y
continúan creciendo en la actualidad. La combinación de dos conceptos, realidad
aumentada y geolocalización, incorporados en tecnología móvil pueden ser aplicados en
una diversidad de soluciones, como ser el de acercar a las personas de inmediato a un
patrimonio cultural, pues “el patrimonio cultural de un pueblo comprende las obras de
sus artistas.” UNESCO (1982, p.43).
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Este trabajo muestra el diseño y la implementación de un sistema de realidad
aumentada que permite conocer un patrimonio cultural a través de las plataformas web y
móvil, con el objeto de brindar la posibilidad de satisfacer la necesidad de información
acerca de la historia nacional. La aplicación busca difundir y proteger la diversidad
cultural estimulando el interés de la ciudadanía y de los viajeros para que amplíen sus
conocimientos históricos.
Se emplea una metodología cualitativa y descriptiva, para la búsqueda de
ubicación del patrimonio y se aplican algoritmos basados en modelos matemáticos que
con el concepto de realidad aumentada brinda información al usuario.
Las tecnologías de realidad aumentada y geolocalización integradas en una
herramienta digital posibilita la búsqueda de ubicaciones patrimoniales de Paraguay a
través de dispositivos móviles, da acceso a los usuarios a una diversidad de datos del
patrimonio cultural, además de permitir la interacción con esos bienes en tiempo real,
recreando una experiencia innovadora y, por consecuencia, se logra la transmisión de
valores de dicho patrimonio.
La solución propuesta está orientada a residentes y turistas para mejorar su
experiencia en informarse sobre un determinado patrimonio cultural de nuestro país desde
su dispositivo móvil, ya que “el patrimonio cultural del Paraguay se encuentra constituido
por los bienes muebles e inmuebles, materiales e inmateriales, ambiéntales y construidos,
seglares o eclesiásticos, públicos o privados, en cuanto resulten relevantes para la cultura”
(Ley N° 5621, 2016, p.1).
El ranking elaborado por el Observatorio Turístico Nacional de Paraguay señala
un incremento de turistas de más del 50% entre los años 2010 y 2015 (Observatorio
Turístico Nacional, s.f.). En este documento se describen los conceptos de las tecnologías
asociadas y cálculos matemáticos, se presenta la arquitectura de la solución y el detalle
de los procesos que hacen a la funcionalidad de la solución.
La aplicación es alimentada con datos de patrimonios culturales e históricos
precargados que forman parte de las pruebas de funcionamiento en ambiente web y móvil.
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Realidad Aumentada, realidad virtual y realidad mixta
La Realidad Aumentada (RA) es una variación de Realidad Virtual (RV). Las
tecnologías de RV posicionan a la persona dentro de ese entorno, a diferencia de la RA
que posibilita ver el mundo real, donde se superponen o componen objetos virtuales
(Morcillo, Vallejo, Albusac y Castro, 2013. Prefacio). De acuerdo con Milgram y Kishino
(1994) la Realidad mixta abarca el espacio entre los extremos de lo real y virtual.
Ronald Azuma (1997), define RA como sistemas que deben tener tres
características principales: combina elementos reales y elementos del mundo virtual, es
interactiva en tiempo real, y la información es almacenada en 3D.
Lens-Fitzgerald (2009) clasifica la RA en cuatro niveles como una forma de medir
la complejidad de las tecnologías involucradas. A más nivel, mayores son las
posibilidades de las aplicaciones (Prendes, 2015).
Este estudio de caso se enmarca en RA de nivel 2 sin marcadores, que funciona
sin necesidad de un marcador asociado como requisito. Los elementos utilizados para este
nivel son el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la brújula. La información es
proveída por el dispositivo móvil a través de sensores y las coordenadas geográficas se
superpondrán en pantalla como Puntos De Interés (PDI) en imágenes del mundo real,
teniendo en cuenta las limitaciones de alcance del GPS que menciona Kevin Bonsor
(2011).
Teoría de la Geodesia
Esta teoría permite detectar PDI siguiendo una serie de pasos. La aplicación se
constituye en base a la geodesia en la cual se prescinde de la RA que reconoce
marcadores.
El azimut es el ángulo medido en sentido horario en un plano y línea de referencias
desde el observador hasta un PDI proyectado en ese plano, es el ángulo entre la dirección
actual de la brújula y el norte magnético. En otras palabras, si el borde del dispositivo se
orienta hacia el norte magnético, el azimut es 0 grados.
Para detectar un PDI precargado y visualizarlo en pantalla, hay que ubicar ese
punto comparando el ángulo azimut real con el ángulo azimut teórico calculado
previamente. Es necesario para determinar un PDI obtener la ubicación del GPS del
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dispositivo, calcular el azimut real del dispositivo a través de los datos recibidos de sus
sensores y obtener la ubicación del GPS del PDI a buscar, que está precargado con su
respectiva ubicación. Posteriormente se debe calcular el azimut teórico basado en los
datos del GPS obteniendo las diferencias entre los puntos de origen y destino y comparar
ambos resultados.
Puede existir una variable de precisión que establece un límite inferior y un límite
superior para ubicar el resultado. Para realizar estos cálculos de diferencias se ignora la
curvatura de la tierra y los puntos se tratan en un plano. El valor del azimut se calcula
obteniendo el ángulo entre P1 y P2, donde P1 es el dispositivo y P2 el PDI a buscar (Fig.
1). El ángulo azimut a calcular se observa como el ángulo α de un triángulo rectángulo.
Las coordenadas geográficas están determinadas en la tierra por su latitud y
longitud. El dispositivo es el origen P1 y el PDI a buscar es el destino P2. La diferencia
de latitud determina el arco de meridiano entre los paralelos del P1 origen y PDI destino.
Δlat =
−
Δlat = =
Mientas que la diferencia de longitud determina el arco entre origen y destino.
Δlong =
−
Δlong =
Figura 1. Ángulo Azimut en el plano.
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Luego de obtener las diferencias, se busca la tangente de la división y la resultante
del cálculo corresponde al azimut teórico.
Finalmente se calcula el valor del azimut real, que se obtiene con los sensores del
dispositivo. Se comparan ambos valores de acuerdo con un límite de tolerancia fijo y si
la diferencia entre ambos está dentro del límite, entonces el PDI se visualiza en pantalla.
Sensores
Los sensores permiten recopilar información del mundo exterior sin procesar, pero con
alta precisión y con la velocidad que es determinada por el desarrollador que se manipula
de forma homogénea. La forma de acceder es a través de la clase SensorManager, cuando
se instancia un objeto, permite diferenciar el tipo de sensor y establece el retraso de
recuperación de dichos valores por tipo de sensor. Una vez instanciado, el objeto de esta
clase implementa SensorEventListener del tipo listener, que permite obtener los datos del
sensor cuando se producen cambios en diferentes eventos a través de la implementación
de los métodos obligatorios.
En la aplicación son utilizados sensores de movimiento y de posición basados en
hardware que son componentes físicos electrónicos integrados a los dispositivos. El
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entorno permite solamente la utilización de los datos de sensores y la ubicación de PDI
en pantalla en una orientación vertical. Para realizar esta activación al inicio de la
actividad principal en el método onCreate se establece dicha propiedad. Se utiliza el
sensor de movimiento que mide la fuerza de aceleración en los diferentes ejes, incluida
la fuerza de gravedad, permite detectar movimientos en el dispositivo y obtiene su
orientación combinándolo con el magnetómetro. La frecuencia de actualización de este
sensor va a ser normal y por cada cambio que exista se obtendrán los nuevos valores
constantemente.
Magnetómetro
Este sensor tipo brújula, mide el campo geomagnético en los tres ejes físicos (x,
y, z). La frecuencia de actualización de este sensor va a ser del tipo juego. Esta frecuencia
es un poco más rápida para la obtención de valores.
Se pueden combinar los datos del magnetómetro con el acelerómetro y así obtener
una orientación más precisa (Fig. 2). Para suavizar los movimientos obtenidos y que los
cambios no sean tan bruscos se declara una variable y se multiplica cada vez que se
registran valores.
Figura 2. Ejes magnetómetro.
Vector de rotación
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Este sensor mide la orientación de un dispositivo y a través de sus datos
recuperados se obtiene el ángulo azimut. Cada sensor tiene una tasa de actualización
adecuada a la interfaz del usuario.
La frecuencia de los sensores es registrada en el evento onStart y esta permite
registrar los cambios producidos en el evento onSensorChanged. Con los datos obtenidos
del acelerómetro y del magnetómetro se forma una matriz de rotación, que traduce los
datos del sensor de un sistema de coordenadas a otro. En este caso, la traducción es del
sistema de coordenadas del dispositivo al sistema de coordenadas de la tierra. Cada uno
de los puntos de los tres ejes se representa como un vector 3D. Con esta matriz, se calcula
el ángulo de giro en cada registro de cambio que exista en los sensores y con el sensor del
vector de rotación se obtiene el ángulo azimut. Es necesario convertir los valores del
vector a una matriz y de esta forma se vuelven a reasignar los valores a otro sistema de
coordenadas para que la orientación natural del dispositivo no influya.
La precisión de los sensores desafortunadamente no es perfecta, principalmente
debido al campo magnético emitido por el propio dispositivo (Pyshics, 2019).
Algoritmo de Haversine
Para calcular la distancia entre dos puntos en un plano se aplica el teorema de
Pitágoras. Esta tarea resulta más compleja cuando la distancia está dada por dos puntos
sobre la superficie terrestre. Los datos en este caso son, las coordenadas geográficas,
latitud y longitud. Se utiliza el método de Haversine o semiverseno (Movable Type
Scripts, 2019).
La fórmula de Haversine es una de las ecuaciones más importantes para la
navegación astronómica y su aplicación es la siguiente:
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Donde d es la distancia entre dos puntos, r es el radio de la tierra, φ1 es la latitud
del punto de origen, φ2 es la latitud del punto de destino, y λ es la diferencia de longitudes.
El radio medio es 6.371 km. Como la tierra no es una esfera perfecta, el radio en los polos
varía. Por lo tanto, esta función de distancia es sólo una aproximación.
Entorno de realidad mixta y patrimonio cultural
La aplicación soporta el sistema operativo móvil Android (Fig. 3) versiones 7.0
en adelante (Android nougat) compiladas con la Application Programming Interface
(API) (Android y Google, 2017).
La arquitectura es cliente-servidor y en la interfaz gráfica de usuario se visualizan
el entorno real y el entorno virtual contemplados en un sistema de RA de nivel 2,
utilizando como activador del entorno virtual el sensor del GPS del dispositivo. Este
sensor del GPS y de la brújula sustituyen los marcadores que determinan la localización
y orientación del usuario en tiempo real.
Se utiliza Android studio 3.2, entorno de desarrollo integrado oficial para
aplicaciones Android y las herramientas de Android software development kit, facilitando
las APIs disponibilizadas por google.
De acuerdo con la agencia de información paraguaya, el 52% del patrimonio
histórico se encuentra en el centro de Asunción (AIP, 2017). Se adoptan cinco de ellos
como datos de prueba que son visualizados como PDI, que son hipotéticos y referenciados
convenientemente; en esta versión es posible visualizar solamente un PDI a la vez.
Figura 3. Arquitectura de la aplicación móvil.
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Especificaciones funcionales
La aplicación tiene distintas funcionalidades, como ser:
- Visualizar diferentes PDI geolocalizados de acuerdo con la ubicación actual del
usuario.
- Desplegar de forma interactiva contenido de algún PDI seleccionado.
- Realizar búsquedas por categorías
- Búsquedas por ciudad y departamento y por año.
- Visualizar por categorías y seleccionar el PDI deseado por el usuario.
- Establecer una distancia máxima para visualizaciones en el dispositivo.
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- Parametrizar la posibilidad de recepción de notificaciones de PDI cercanos
estableciendo el tiempo entre cada una.
La versión de Android 7.0 o posterior es SQLite permite la comunicación,
manipulación de datos y gestión del BD local con funciones y herramientas totalmente
incorporadas y nativas permitiendo un acceso más eficiente y consistente de la
información.
El motor que utiliza SQLite es el más popular hoy en día en aplicaciones móviles
por su pequeño tamaño, simplicidad en la gestión del contenido y por ser de código
abierto. Diseñado en lenguaje C, el BD está contenido en un solo archivo, haciendo que
el acceso sea más rápido y eficiente en la comunicación. La versión utilizada del BD
SQLite es la 3.0, permite la incorporación del tipo binary large objects para alojar el
contenido cultural.
La construcción de las interfaces web de usuario está basada en JavaServer Faces
(JSF) en su versión 2.3. Este framework contiene componentes que simplifican la
comunicación y el binding de los datos entre la página HyperText Markup Language
(HTML) y el código Java de la clase en uso. El diseño de la aplicación está basado en la
versión 6.2.2 de PrimeFaces, la librería se utiliza para JSF y es de código abierto. Este
componente mejora la experiencia del usuario. Las anotaciones de JSF de las clases
utilizadas en el diseño del sistema es @ViewScoped, permite almacenar los objetos
solamente mientras se mantenga en esa vista sin recargar la memoria permitiendo la
escalabilidad de la sesión.
Funcionalidad de la aplicación Java Web
La clase LoginBean representa el ingreso al sistema web. El método loginIngresar
realiza la consulta al BD culturadb para validar usuario y contraseña.
Las consultas al BD SQLite se realizan con la conexión al DataSource de la
consola payara server. La clase DepartamentosBean se utiliza para la manipulación de
departamentos, CategoriasBean manipula categorías, CiudadesBean manipula ciudades y
PDIBean administra los PDI hipotéticos que se visualizarán en la aplicación.
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La anotación @PostConstruct utiliza el método init, encargado de conectar y
realizar el acceso al BD para obtener los datos. Este método es compartido en todas las
demás clases y en cada una obtiene los datos de la entidad que necesite para ser
visualizados en el momento de la construcción inicial de la página web.
El método editarDatosFila es llamado de la vista HTML cuando se ejecuta el
evento rowEdit, devuelve un objeto tipo RowEditEvent conteniendo los datos de la línea
modificada. Los datos recibidos son separados en una variable del tipo clase entidad de
acuerdo a la vista actual y con esa información se ingresa al BD para modificar los valores
mediante la sentencia UPDATE de Structured Query Language (SQL). Reload realiza
una actualización de la página web cuando los datos no se han podido actualizar para que
la visualización de pantalla sea consistente. Guardar es el método que se ejecuta para
realizar un INSERT de SQL para la actualización de datos nuevos en el BD. Este método
valida que los datos no existan en el BD para poder grabarlos. EliminarFila recibe en
todas las clases un id y un nombre o descripción. Este id es la clave primaria para realizar
el DELETE de SQL al BD. La clase debe contener sus propios getters y setters. Cada PDI
se crea mediante la selección de su ubicación teórica, la latitud y longitud se seleccionan
en un mapa insertado en la vista de la aplicación Java Web con la API de geolocalización
de google maps.
API Google Maps
El mapa se habilita mediante una API obtenida en Google Maps platform. Es
activada Maps JavaScript API y posteriormente se inserta en el encabezado del código
del HTML de la siguiente manera:
<script src=http://maps.google.com/maps/api/js?key=XXX
type="text/javascript">
</script>
Incluyendo en el valor key, la clave proporcionada por Google Maps se registra
y se crean las credenciales.
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La clase que maneja el patrimonio es PatrimoniosBean y se utiliza para la
manipulación de patrimonios; una vez generado, se puede modificar mediante la clase
PatrimoniosArchivosBean. La última modificación será el contenido principal de
visualización del patrimonio dentro del layout principal en la aplicación Android, al ser
seleccionado un PDI. Cada patrimonio nuevo insertado en el BD crea a su vez una carpeta
que actúa como directorio principal en el documento multimedia, contiene el id del
patrimonio creado y en ella se guarda el documento subido con su respectivo nombre y
tamaño.
Se incluyen reportes controlados por la clase ReportesBean, en esta opción se
grafican las visitas de usuarios divididas en patrimonios y PDI, con gráficos del tipo
circular para mostrar porcentajes de visitas. Los reportes son visualizados por el
administrador de la aplicación web y no permite a los usuarios generar contenido propio.
Funcionalidad y diseño de la aplicación android
La aplicación tiene una actividad principal donde se desarrollan y ejecutan sus
funcionalidades más importantes, interviene el uso de los sensores, la aplicación de la
teoría de la geodesia, el uso de la fórmula de Haversine, el layout de los principales
componentes y la obtención de los ajustes establecidos por el usuario.
La relación que existe entre todas las actividades y sus respectivos layouts está
definida de acuerdo con el mapa layouts (Fig. 4). Cada uno de los layout contiene vistas
propias de la aplicación. Existen cinco actividades, la que es automática se ejecuta una
sola vez en el inicio y las otras actividades secundarias pueden accederse de forma
manual. Las actividades secundarias parten siempre desde la actividad principal y
solamente pueden volver a esta.
Cada inicio de la aplicación consta de cinco partes: el cambio por defecto de la
orientación del dispositivo a vertical, el acceso al BD para recuperar los datos de
entidades, el inicio de los sensores para empezar a leer datos de estos, el establecimiento
de la configuración definida por los ajustes de usuario y la ejecución del hilo principal a
través de la implementación de la clase SurfaceHolder.Callback.
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Cuando el método surfaceCreated es llamado, empieza la ejecución de este hilo
principal, luego se define un SurfaceView que comunica el Holder de la cámara con el
Layout, el cual será el contenedor de la cámara mientras la aplicación esté en uso.
Figura 4. Mapa layouts.
El acceso al BD para obtener todos los datos necesarios se realiza con la
implementación de la clase MyDataBase, que extiende la clase SQLiteAssetHelper. Con
la clase extendida se puede inicializar, acceder y manipular el BD SQLite local instalado
en la aplicación con los datos previamente cargados. Para poder manipular el BD local,
es necesario utilizar la carpeta activos de Android y crear un nuevo subdirectorio
databases. Dentro de MyDatabase se harán todas las consultas necesarias para actualizar
las listas globales de las entidades en tiempo de ejecución.
Una vez empezada la ejecución del hilo principal, a través de la interfaz Runnable,
necesaria para la instancia de este hilo, se comunica con un nuevo hilo generado para la
interfaz de usuario de la clase UIThread.
El método onAceleratorhanged, permite obtener valores sobre el eje X del
dispositivo en tiempo de ejecución. El valor obtenido sobre este eje informa el ángulo de
giro y permite saber si el usuario sostiene de forma correcta dicho dispositivo. En caso
contrario, la aplicación a través de una advertencia informará como debe mantenerse el
dispositivo para que la funcionalidad sea la correcta.
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El método procesarGraficosPDI recorre todos los PDI y aplica el teorema de la
geodesia para obtener la posición de cada uno de ellos. Por cada PDI recorrido calcula el
azimut teórico. Para calcular el azimut teórico obtiene la diferencia correspondiente entre
la latitud y longitud cargada perteneciente al PDI seleccionado por el recorrido de la lista
y la latitud y longitud de la ubicación actual. La ubicación actual se determina con la clase
LocationManager. El uso de esta clase recibe notificaciones en cada actualización de la
ubicación del dispositivo implementando el método onLocationChanged de
LocationListener. La ubicación obtenida por este método devuelve la latitud y longitud
del dispositivo.
Una vez restados ambos valores de las ubicaciones se obtiene el valor absoluto de
estos y se dividen los valores, se calcula la tangente de esta división y se devuelve en
grados. Con esta fórmula se obtiene el ángulo azimut teórico.
Es necesario establecer un límite inferior y otro superior. Cada PDI se mostrará si
el resultado del cálculo anterior está dentro de los límites fijados al inicio de la aplicación
y dentro de las configuraciones de usuario. Solo se visualiza un PDI por vez y si existieran
varios PDI en una misma dirección, se visualiza el más cercano. Los PDI visualizados en
pantalla tendrán los campos completados en forma dinámica.
La información corresponde a la tabla de los PDI del BD, el título corresponde al
campo nombre. La categoría está asociada al id de categoría y de acuerdo con este id, la
ventana emergente muestra un icono diferente (museos, patrimonio arquitectónico o
patrimonio natural). La distancia se calcula con el algoritmo de Haversine, comparando
la longitud y latitud del dispositivo con la longitud y latitud del PDI en el BD local de la
aplicación.
Por último, la descripción de la ciudad, y un icono que representa el tipo de entrada
(gratuita, de pago o a través de una donación). Esta información dentro del popup está
diseñada con HTML con una de las propiedades del TextView de Android. Es un string
concatenado que se procesa como HTML. En este tipo de propiedad no todos los tags de
HTML están soportados y a través de la acción del usuario es posible presionar sobre este
91
popup emergente para obtener una nueva ventana del PDI, pero con mayor detalle e
interacción.
El detalle está enfocado a los patrimonios que integran el PDI con sus respectivas
imágenes y descripciones. Es posible presionar sobre un icono en forma de mano debajo
de cada uno de los patrimonios del PDI y se registra la visita en el BD. El icono estará
habilitado para presionarlo solo cuando los PDI se visualizan en tiempo de ejecución
desde la actividad principal. Dentro de los buscadores no se dispone esta opción
habilitada.
El administrador de la aplicación web puede ejecutar y visualizar gráficos. Estos
informes sirven para visualizar los porcentajes de visitas a los diferentes PDI existentes
en Paraguay. Para completar esta ventana, es necesario recorrer la tabla de patrimonios
e imágenes asociados al PDI seleccionado por el usuario. Cada uno de los patrimonios
se irán agregando a un ListView customizada instanciando la clase CustomListAdapter.
Cuando el usuario presiona el icono de la mano, se realiza una llamada al Web Service
(WS) para actualizar en el BD.
La llamada al WS se realiza a la uniform resource locator definida en la
configuración del servidor ({http://} + {IP}:{puerto} + {/entidad}) indicando el método
necesario para la consulta, obteniendo como respuesta un javascript object notation. Las
clases de Android que invocan esta llamada al WS son APIRestResourceGET y
APIRestResourcePOST para cada uno de los únicos métodos que se van a utilizar. Los
datos recibidos se mapean con cada uno de los ArrayList globales definidos en la
aplicación para actualizarlos en tiempo de ejecución.
Actividades de búsqueda
Las actividades secundarias se invocan desde la actividad principal por necesidad
del usuario y las de búsquedas están implementadas utilizando la interface
SearchView.OnQueryTextListener de Android. En esta aplicación se utiliza un widget de
búsqueda, que permite escribir en la barra de menú la palabra a buscar y en cada cambio,
el listener ejecuta el evento onQueryTextChange.
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Este método filtra de acuerdo a lo escrito por el usuario y notifica al adaptador la
búsqueda realizada y luego irá ocultando en el listado general las posiciones que no
corresponden a la búsqueda en concreto.
Finalmente, desde la perspectiva del administrador, en ambiente web, se dispone
de informaciones útiles respecto a la difusión y visitas a los patrimonios culturales e
históricos registrados en línea.
Conclusiones
Se ha logrado la integración de tecnologías emergentes en una aplicación que
permite brindar información acerca de la historia nacional centrada en lugares históricos
de Paraguay y de distintos aspectos que hacen a su patrimonio cultural.
Mediante el uso de herramientas de realidad aumentada y algoritmos para la
búsqueda de ubicaciones se ha conseguido detectar PDIs siguiendo una serie de pasos
basados en la teoría de geodesia.
Incorpora con el uso de los sensores una innovadora experiencia de usuario que
permite la orientación del dispositivo y posteriormente calcular las distancias entre
diferentes puntos en un sistema de coordenadas geográficas de localización cercana con
el algoritmo de haverine.
La utilización de esta nueva guía tecnológica, construido en un mapa layouts,
combina en un escenario real contenido virtual, permite localizar y visualizar contenidos
de forma simple y atractiva para usuarios de dispositivos móviles o tableta que funcionen
con el sistema Android.
El ambiente web es gerenciado por el administrador de la base datos y gestor de
los reportes generados por la aplicación.
Para investigaciones futuras que enriquezcan esta investigación, se recomienda
introducir opciones multi-idioma a la aplicación, implementar algoritmos capaces de
establecer rutas entre diferentes ubicaciones para realizar algún camino de interés
particular bajo ciertos parámetros (Categoría de patrimonios, tipo de entrada, ciudades
93
cercanas, distancias más cortas), determinar una ruta en pantalla con RA capaz de mostrar
el recorrido desde la ubicación actual hasta ese PDI, abrir la cantidad de canales de
notificaciones incrementando la recepción de mensajes push de acuerdo a diferentes
categorías.
Referencias
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Paraguay se encuentra en el centro de Asunción. Recuperado de:
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