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Educación Secundaria

Publicado el 1 de Septiembre de 2014 | por fcoreina

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Desarrollo del Proyecto de Animacion y simulación con Herramientas Libres

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: Animación y Simulación con Guadalinex Edu
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES Rafael Pérez Estrada
Localidad y provincia: MÁLAGA (MÁLAGA)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Francisco Manuel Reina Sánchez
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): Todos los cursos en los que se imparte Tecnología.
Número de estudiantes: 12
Página web/blog del proyecto:

Descripción de la Experiencia

Mejoras en el proceso de selección de alumnos e inclusión del proyecto profundiza en la evaluación

En primer lugar es un inconveniente la necesidad de presentar un proyecto anterior por parte del alumnado hace muy difícil que los alumnos de 1º de ESO, entre los que puede haber alguno de altas capacidades que fuera recomendable que accedieran al proyecto, porque lógicamente no han tenido posibilidad de hacer nada antes.

Algunos alumnos con buenos expedientes académicos no se presentaron al proyecto al no poder especificar como se plasmaría su esfuerzo en el boletín de notas, el diploma será bonito, pero el proyecto Profundiza no te da ventaja a la hora de acceder a un ciclo formativo en concreto o te sube el expediente para acceder a becas y ayudas. “Por tanto no me voy a pasar las tardes en el instituto para nada” palabras textuales. En la evaluación hay que reflejar el Proyecto Profundiza para premiar de forma clara el esfuerzo.

La búsqueda de lo que se podía implantar en el aula ha limitado la profundidad de las actividades. Cosas que un alumno con altas capacidades puede hacer en un grupo normal sería imprudente aplicarlas. La compatibilidad hacía abajo limita la optimización del sistema.

Conceptos de imagen generada por ordenador y cómo nace una actividad exitosa:

Hubo que hacer una introducción a los conceptos básicos de la imagen generada por ordenador, y partiendo de los orígenes y su reflejo en las tendencias actuales, surgió el arte de 8 bits, y sus distintas manifestaciones, desde los emuladores al hama. Esta manualidad de unir plásticos termofusibles requiere todos los pasos del proceso tecnológico, planificación, diseño, presupuesto, por lo que se planteó y se hicieron unos cuantos.

Esta actividad se introdujo en grupos de tercero de ESO, dentro de los contenidos de materiales plásticos, y ha resultado ser una actividad muy motivante y en la que se han logrado muy buenos resultados, por parte de alumnos que rozaban el abandono escolar.

Lo más peligroso que se usa es una plancha de planchar ropa, y la infraestructura y los materiales son relativamente baratos y reutilizables.

Además de fueron produciendo hallazgos tecnológicos a la hora de diseñar útiles.

https://plus.google.com/u/0/107944371211174036750/posts

Hay que diseñar unas rúbricas claras y unas hojas de presupuesto y planificicación. Otro punto a analizar es si sale más intresante el tarro de 8 colores Pyssla de Ikea o las bolsas de colores separados Hama beads y asegurar la compatibilidad entre ambas plataformas.

Las bases hama beads se pueden unir mediante conectores para realizar proyectos más complejos.

Hay un sensor de colores para Arduino y para Lego, por lo que se podría hacer algo relacionado con robótica.

Ejemplos aquí:

https://plus.google.com/103595711149629846984/photos

Pivot Sitck figure Animator: Animación paso a paso.

Con la animación Pivot Stick Figure Animator se ha producido un hecho preocupante, ha sido difícil que el alumnado cree cosas nuevas, tenga creatividad. Tanto en el grupo profundiza como en los grupos de 4º se han realizado bien las tareas mecánicas, siguiendo un guión claro. El desarrollo del story board no fue posible.

Por tanto el desarollo de un proyecto de animación, como mínimo debe plantearse dentro de un proyecto integrado, con gente motivada para ello a priori, y con una competencia de autonomía personal grande.

Dada la sencillez del programa no hubo problemas con los equipos.

La aplicación en clase de informática de 4º fue parecida, si bien el perfil de los alumnos del grupo en particular no es el más adecuado para asumir grandes proyectos.

 

Brigde Building game

Dado el poco tamaño del programa no ha habido problemas con lo equipos.

Tras su prueba en Profundiza se pasó al grupo con notable éxito dentro de los contenidos de Estructuras de  2º ESO.

El problema encontrado es que la duración del proyecto en el grupo normal parece excesiva. En cuarto si se pone como CAD/CAM si se acaba con éxito en la mayor parte de los casos, pero en 2º el paso del CAD al CAM no se ha llevado con fluidez, el salto a la tridimensionalidad del diseño o tener que resolver los quince niveles para conocer mediante la ejecución todos los tipos de estructuras articuladas hacen pensar en recortar algo. Volvemos a encontrarnos con el problema de la compatibilidad hacia abajo.

En todo caso se lograron montar estructuras espectacularmente resistentes para el I Encuentro de Enseñanza de Tecnología

 

Inkscape: Diseño Gráfico por ordenador.

Aunque Inkscape es una herramienta de diseño gráfico, más que de CAD, tiene la ventaja de que se dispone de una extensión para exportar dibujos que se transforman en piezas de Phun. Por otro lado cuenta con herramientas para vectorizar imágenes y es muy sencillo vectorizar imágenes, sencillamente colocando la imagen en una capa bloqueada y dibujar sobre ella.

 

Phun: Simulación física por ordenador.

La herramienta se ha demostrado de uso muy intutivo y se han generado una serie de escenas que quedan a disposición de la comunidad educativa para su uso.

https://sites.google.com/site/elcaminoordenado/escenas-de-phun

Los vídeos que demuestran que las simulaciones funcionan son estos:

https://www.youtube.com/channel/UCIQzJbdw59Ll62VIoauqQuA

La introducción a la herramienta para el alumnado se hizo a través de las siguientes actividades:

https://sites.google.com/site/caminoordenado/simulador-phun

El objetivo final del proyecto que era dibujar piezas de dispositivos mecánicos con Inkscape para exportarlas a Phun, para simularlas, y luego imprimir las siluetas para utilizarlas como plantillas en el taller de tecnología no se pudo llevar a cabo. Al menos sobre Guadalinex, ya que la extensión que exportaba de Inkscape a Phun no se puede instalar en los ordenadores del proyecto Escuela Tic al no contar el profesor con permisos de administración. Había que hacer los dibujos, mandarlos por correo al ordenador portátil del profesor y luego éste devolvía los dibujos exportados a Phun donde se montaban. Todo esto ralentizaba el proceso enormemente.

La aplicación en la clase real fue la simulación de un trinquete usando recortes de una caja de embalaje y usando como eje tuercas, arandelas y tornillos. Seguir con los contenidos no permitió ir mucho más alla. En todo caso el cartón de embalar permite ilustrar mecanismos, pero a los pocos usos se deshace.

El proceso dibujo, simulación, construcción de piezas tendrá un enorme desarrollo conforme vayan llegando las impresoras 3D a los talleres de tecnología. La simulación del mecanismo es imprescindible, ya que los tiempos de impresión son bastante lentos y el ABS no es barato, por lo que hay que correr los menos riesgos posibles. Aunque una simulación es eso, una representación de la realidad y pueden manifestarse fenómenos que no se tuvieron en cuenta.

La aplicación es bidimensional, por lo que no requiere de aceleración 3D, si bien cuenta con planos, por lo que podemos poner objetos ocultos tras otros, y hacerlos transparentes. Las limitaciones vienen por la memoria y capacidad de cálculo del sistema por lo que hay que seguir algunas normas:

  • No simular extensiones de agua de más de 10 metros de dimensión máxima, al menos en los ordenadores de la dotación. Se supera la capacidad de cálculo del ordenador y se queda pillada la aplicación, lo peor es que la aplicación se abre en el mismo punto que la dejamos y tenemos que ir a la carpeta de la aplicación y borrar la escena oneexit.
  • Para simular arena, se puede saturar la capacidad de cálculo del ordenador si se usan círculos, o varías clases de polígonos irregulares. Cuadrados pequeñitos, todos iguales y del mismo color. Ir añadiendo poco a poco para no bloquear la aplicación de forma similar al agua.
  • Si por alguna razón hay que superar los límites anteriores, pues capturas la actividad de la pantalla, la subes a youtube, y la pones en la pizarra digital.
  • La simulación de fluidos es muy buena, llegandose a poder simular perdidas de carga en conducciones de agua. (Ver el ejemplo del aliviadero) con lo que se puede aplicar para los temas de fluidos en cuarto.
  • Phun ha sido sustituido por Algodoo. En la última versión de Guadalinex no está. Algodoo se puede descargar de forma gratuita para windows y mac desde la siguente dirección: http://www.algodoo.com/download/

Para windows antiguos en mi página está la versión antigua: https://sites.google.com/site/caminoordenado/simulador-phun/Phun_beta_5_28_win32.zip?attredirects=0&d=1

Por internet está la versión para Linux, pero la de windows corre sobre Wine.

 

Blender: Diseño, animación y simulación 3D

La versión de Blender que se ha usado es la 2.49b por ser la que se encuentra en los ordenadores de la dotación.

La generación de simulaciones con Blender tiene un escollo principal. Los ordenadores de los que se ha dispuesto son los la dotación Guadalinex, que no tienen aceleradora gráfica compatible OpenGL, por lo que todo que se preparaba en un ordenador con una tarjeta gráfica de 50 €, en los ordenadores de la clase no tira, por ejemplo seleccionar figuras se hace imposible, con la consiguiente frustración por parte del alumnado.

Tomandolo como dato hemos llegado al límite de los ordenadores que actualmente dispone el centro. Se pueden mover cilindros, pero a la hora de modificarlos se empieza a hacer lento. Por supuesto la generación por dupliverts, o el renderizado de animaciones complejas fue imposible. Con esfuerzo se consiguió la simulación del looping de una montaña rusa.

Por tanto se ha demostrado:

  • Es posible desarollar actividades en la que los alumnos adquieran los conceptos de vistas y perspectiva isómetrica con figuras compuestas de hasta 80 cubos de tres colores diferentes.
  • Generar estructuras con cilindros, de los que se pueden obtener renderizados simples y estáticos.
  • https://sites.google.com/site/caminoordenado/reina-construtor
  • Generar estructuras a través de modulos basados en triángulos equiláteros, simulando los que se pueden montar con pajitas articuladas, de forma que el alumnado pueda construirlo en el mundo virtual y tener un modelo virtual previo a la construcción. El fichero está en : https://sites.google.com/site/elcaminoordenado/modulostriangulares
  • Figuras compuestas a partir de primitivas simples.
  • El proceso de edición de formas es más complejo, habría que pensar en un cuarto de ESO, o en Bachillerato.

¿Se puede ir más allá? El desarollo de las actividades en una clase normal, donde se ha realizado la primera actividad es que el nivel exigible está en figuras simples de 50 cubos, para los contenidos de 2º de ESO.

La animación se hace lenta, y si bien la clase general asimila el proceso de animación paso a paso en todos lo niveles, la animación mediante cuadros clave no se asimila en general.

Reflexión para el futuro. Dado que el proyecto Escuela Guadalinex parece que no tiene continuidad, cuando se repongan las aulas de informática, habra que requerir como especificación mínima que cuenten con una tarjeta gráfica que acelere OpenGL. No sólo para Blender, para cualquier aplicación que desarrolle gráficos tridimensionales, abriendo la puerta a las impresoras 3D, de las que se van a realizar cursos en el CEP de Málaga el próximo curso.

 

En conclusión se han generado una serie de actividades probadas en aula real que las puede usar tanto el profesor de tecnología com realizar actividades multidisciplinares con las áreas de plástica y ciencias.  Hay que generar rúbricas y criterios de evaluación claros tanto para las actividades del proyecto evalua, como en las actividades de clase. Cosa díficil desde el punto de vista de un ingeniero cuando se habla de evaluar belleza y originalidad.

 

Créditos: fotografía de Giovanni.

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