PROYECTO DE GRADO ”APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO HUMANOIDE PARA ANIMACIÓN EN STOP MOTION” POR CARLOS ANDRÉS LÓPEZ LÓPEZ Código: 1110072 DEYSI MARÍN VELÁSQUEZ Código: 1115819 Trabajo de grado dirigido por: ANDRÉS FELIPE HURTADO BANGUERO Ingeniero Electrónico UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA INGENIERÍA MULTIMEDIA CALI 2015
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PROYECTO DE GRADO
”APLICACIÓN DE CONTROL DE UN BÍPEDO HUMANOIDE PARA ANIMACIÓN EN STOP
MOTION”
POR
CARLOS ANDRÉS LÓPEZ LÓPEZ
Código: 1110072
DEYSI MARÍN VELÁSQUEZ
Código: 1115819
Trabajo de grado dirigido por:
ANDRÉS FELIPE HURTADO BANGUERO
Ingeniero Electrónico
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
INGENIERÍA MULTIMEDIA
CALI
2015
II
Nota de aceptación
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Firma del jurado
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Firma del jurado
Santiago de Cali, septiembre de 2015
III
AGRADECIMIENTOS
Por Deysi Marin:
Agradezco a Dios por las oportunidades que me ha puesto en el camino, por todas las
ayudas recibidas y por permitirnos culminar satisfactoriamente esta fase.
Agradezco a mi esposo por su apoyo incondicional, por su fe y su confianza, por impulsarme
a cumplir este sueño, por la paciencia y los sacrificios de tiempo, por estar pendiente de mi
progreso y ayudarme de alguna forma cuando no comprendía muy bien los temas o cuando
me sentía frustrada por las situaciones que se viven en el ámbito universitario. Gracias amor
por siempre estar allí.
A mi familia, especialmente a mis papás, a mi hermana y mi tía Alba por brindarme todo el
ánimo posible, por comprenderme en los momentos en que falté a actividades familiares,
por aceptar mis momentos de antipatía producidos por el exceso de trabajo, por hacer
parte de este proceso.
A mi compañero Carlos Andrés López, por la paciencia y la constancia, porque a pesar de
las dificultades y los contratiempos que pudimos enfrentar, dio siempre lo mejor de sí.
A mi amigo Ricardo, gracias por las asesorías estéticas, por las ideas compartidas, por
ayudarme a realizar las paredes de la escena y la mesa secundaria, por compartirme parte
de su conocimiento artístico, que a su vez, despertó la parte artística que tenía algo
dormida, por ayudarme revisando y dando su opinión acerca de los textos que le envié en
varias ocasiones. Gracias también a su familia por estar siempre pendiente del proceso.
A Alexander Castañeda por prestarnos el robot, herramienta principal para la elaboración
de este trabajo, por el interés que mostró en el proyecto y por estar pendiente del progreso
que teníamos.
A doña Margarita Caicedo, por ayudarnos con la confección de los vestidos de las muñecas
de la escena, por enviarnos siempre sus buenos deseos y estar pendiente de la evolución
del proyecto.
A mi amigas Karim y Lina, por el apoyo emocional, por estar siempre pendiente de mí, por
revisar lo que les enviaba y brindarme su opinión.
A los docentes de la carrera, por los conocimientos compartidos, por preguntarnos por el
proceso y brindarnos opiniones que mejoraban nuestra labor. En especial quiero agradecer
a Dario Bolivar porque de él surgió la idea de este trabajo de grado y porque sus enseñanzas
fueron de completa aplicación, por recalcarnos siempre la documentación previa, por
brindarnos críticas constructivas y por estar pendiente del progreso; al profesor Andrés
Felipe Hurtado por su compromiso como director de tesis, por recibirnos y guiarnos semana
IV
tras semana en este proceso, al profesor Jairo Alejandro Gómez por impulsarnos en sus
materias a investigar, por las correcciones seguidas por consejos en los trabajos
presentados, por el interés que siempre mostró en este proceso y porque algunas de las
aptitudes que nos sirvieron para este trabajo fueron adquiridas en sus materias.
A mis amigos en general por el interés que han mostrado en este proceso y por el ánimo
que siempre nos han brindado.
Por Carlos Andrés López López:
Primero que todo agradezco a Dios, por las oportunidades y bendiciones que me regala a
diario y por brindarme la gracia de culminar esta bella etapa.
A mis padres, por su paciencia, comprensión y amor incondicional; motor principal de mi
vida.
A mi familia por el apoyo, cariño y constancia durante el periodo universitario.
A mis amigos por las orientaciones, consejos, atención y ayuda durante la realización de
nuestro trabajo de grado.
A Alexander Castañeda por prestarnos el robot, pieza esencial para el desarrollo de nuestro
trabajo de grado.
Al profesor Darío Bolivar, por compartirnos la idea y punto de partida del presente trabajo
de grado.
Al profesor Andrés Felipe Hurtado, director de tesis y quien nos proporcionó una invaluable
ayuda académica y humana para desarrollar este trabajo de grado.
Al grupo de docentes de la facultad de Ingeniería, por sus conocimientos y experiencias
compartidas durante toda la carrera.
V
Tabla de contenido
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................... III
TABLAS .................................................................................................................................. VII
FIGURAS ............................................................................................................................... VIII
GRÁFICAS ................................................................................................................................ X
Figura 2-11:Topología en malla completa (Julio Barbancho Concejero, 2014).
2.3.4.1.3. Las redes pueden clasificarse en relación al tamaño de la red
(Área de Distribución).
En cuanto al área que cubre la red de datos, podemos encontrar los
siguientes tipos:
PAN (Personal Area Network, Red de Área Personal):
Es la red de intercambio de periféricos que se pueden encontrar tanto
a unos pocos centímetros, como a metros de distancia del emisor. La
20
red PAN puede ser construida con cables (USB o FireWire) o
inalámbrica (Bluetooth, Infrarrojo, Z-wave, etc.). Debido a ello, es
normal encontrar PAN (Basada en cable) y WPAN (Basada en una red
PAN sin cable). El estándar más conocido es el bluetooth, que se
utiliza para el intercambio de archivos <<Persona a Persona>> o
<<Terminal a Terminal>>.
LAN (Local Area Network, Red de Área Local):
Es la red que suele situarse en el mismo edificio o en entornos de unos
200 m, llegando al kilómetro con repetidores, o a 450 m en versiones
inalámbricas. La más conocida es la WiFI.
CAN (Campus Area Network, Red de Área Campus):
Es la red cuya extensión es la de un campus universitario, una base
militar, un polígono industrial o un grupo de grandes edificios en un
área geográfica limitada. Muchos la consideran como un subtipo de
las redes MAN.
MAN (Metropolitan Area Network, Red de Área Metropolitana):
Es la red que se sitúa en un barrio, urbanización, cuidad o municipio
pequeño (a pocos kilómetros, normalmente oscila entre 1 y 7 km y
excepcionalmente puede llegar a decenas de kilómetros con
repetidores). Las tecnologías de este grupo se conocen como de
banda ancha.
WAN (Wide Area Network, Red de Área Mundial o Red de Área
Amplia):
Es la red global (varios países, un continente o incluso mundial). Estas
redes suelen estar diseñadas para la interconexión de redes (Gómez,
2011).
21
Figura 2-12:Tipos de redes (Gómez, 2011).
2.4. HCI:
2.4.1. Human-Computer Interaction: Es la disciplina que estudia el diseño,
evaluación e implementación de sistemas informáticos interactivos para uso
humano y el estudio de los principales fenómenos que los rodean (ACM Special
Interest Group on Computer-Human Interaction, 2009).
HCI es un área interdisciplinaria bastante amplia. Surge especialmente como
una inquietud entre varias disciplinas, cada una con enfoques diferentes:
ciencias de la computación (diseño de aplicación e ingeniería de interfaces
humanas), psicología (la aplicación de las teorías de los procesos cognitivos y
el análisis empírico del comportamiento de los usuarios), sociología y
antropología (interacciones entre tecnología, trabajo y organización) y diseño
industrial (productos interactivos) (ACM Special Interest Group on Computer-
Human Interaction, 2009). El objetivo del HCI es crear software usable, seguro
y funcional.
Dentro del contexto de HCI se ubica la usabilidad, la experiencia de usuario y
tipos de usuario. La usabilidad tiene como objetivo crear sistemas:
Eficientes.
Efectivos.
Seguros.
Útiles.
22
Fáciles de aprender.
Fáciles de recordar.
2.4.2. Test de usabilidad: Es un test que busca satisfacer estas cinco
características:
El objetivo es mejorar la usabilidad del producto.
Los participantes son usuarios reales.
Los participantes realizan tareas reales.
Se observa y graba lo que hacen y dicen.
Se analizan los datos, diagnostican problemas y recomiendan cambios
para solucionarlos.
2.4.2.1. La experiencia de usuario: Del inglés User Experience (UX), se
preocupa de aspectos más amplios y subjetivos: satisfacción, diversión,
entretenimiento, motivación, estética, creatividad o emociones (Lacalle,
2009).
2.4.3. Card Sorting: Una de las técnicas más populares y eficaces para extraer la
estructura semántica del conocimiento que los usuarios tienen sobre un
dominio concreto, es la llamada card sorting o “Agrupación de tarjetas”. Esta
técnica consiste en solicitar a un grupo de participantes –deben tener un perfil
acorde con la audiencia a la que se dirige– que agrupen los conceptos
representados en cada tarjeta por su similitud semántica. El objetivo es, por
tanto, identificar qué conceptos, de los representados en cada tarjeta, tienen
relación semántica entre sí, e incluso cuál es el grado de esa relación.
En el análisis cualitativo, el número de participantes debe encontrarse en torno
de 5. De esta forma podremos acompañar a cada participante en su tarea, e
interrogarle acerca de por qué toma la decisión de agrupar unos conceptos u
otros y con qué problemas de comprensión se encuentra durante la prueba.
(Santamaría, 2005)
Con el análisis cuantitativo, por el contrario, lo que buscamos es una imagen
global de las relaciones semánticas entre conceptos. En este tipo de análisis,
para que los resultados sean representativos, debemos contar con un número
mayor de participantes, que Tullis y Wood estiman entre 20 y 30 (Tullis & Wood,
2004).
Otra de las decisiones que debemos tomar en la planificación de la prueba es
el tipo de card sorting que llevaremos a cabo, en función de su propósito.
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Rosenfeld y Morville diferencian entre card sorting abierto y cerrado.
(Rosenfeld & Morville, 2002)
En el abierto el usuario puede agrupar los conceptos libremente en el número
de conjuntos que crea necesario, mientras que en el cerrado los grupos o
conjuntos están predefinidos y etiquetados, y el participante únicamente
deberá ubicar cada concepto en el grupo que crea pertinente.
El card sorting cerrado es recomendable para evaluar si una categorización
resulta predecible para el usuario, mientras que el abierto tiene el objetivo de
descubrir qué tipo de categorización o agrupación de los conceptos resultará
más natural y acorde con el modelo mental compartido de la audiencia.
Las pruebas de card sorting pueden ser realizadas de forma manual o virtual.
En el primer caso, los conceptos son representados en tarjetas reales (papel o
cartón), y los participantes proceden a agruparlas sobre una mesa. En el
segundo caso se emplean aplicaciones software específicas, mediante las que
los participantes realizan la prueba (ejemplos de aplicaciones populares son
optimalsort.com y websort.net). (Hassan Montero & Ortega Santamaría.,
2009)
Figura 2-13: Ejemplo de card sorting (Hassan Montero & Ortega Santamaría., 2009)
24
2.5. SOFTWARE:
2.5.1. Lenguaje de programación: Lenguaje artificial que se utiliza para expresar
programas de ordenador. (Rodríguez Sala, 2003)
Un lenguaje de programación puede definirse como una notación para escribir
instrucciones u órdenes útiles para el ordenador y necesarias para la
realización de un determinado proceso. Se denomina “lenguaje fuente” a las
órdenes que escribe el programador, las cuales son traducidas al lenguaje
máquina de la computadora. Cada lenguaje de programación tiene su propia
gramática o “lenguaje”. (Roque, 2007)
2.5.2. Java: Es un lenguaje de programación que fue concebido por James Gosling,
Patrick Naughton, Chirs Warth, Ed Grank y Mike Sheridan en Sun
Microsystems, Inc. en 1991. Java está relacionado con C++, que es un
descendiente directo de C. Del lenguaje C deriva su sintaxis y muchas de sus
características orientadas a objetos fueron consecuencia de la influencia de
C++ (Shildt, 2009).
El impulso inicial de Java no fue internet sino la necesidad de un lenguaje de
programación de fuera independiente de la plataforma, un lenguaje que
pudiera ser utilizado para crear software que pudiera correr en dispositivos
electrodomésticos, como hornos de microondas y controles remotos. Por ello
crearon un código “neutro”, al cual nombraron bytecode. Este se ejecutaba
sobre una “máquina hipotética o virtual” denominada Java Virtual Machine
(JVC). Era la máquina virtual de java quien interpretaba el código neutro
convirtiéndolo a código particular de la CPU utilizada (Valbuena, 2008).
El inconveniente de C y C++ (y la mayoría de los lenguajes) es que están
diseñados para ser compilados para un dispositivo específico. Aunque es
posible compilar un programa de C++ para casi todo tipo de CPU, hacerlo
requiere un compilador de C++ completo para el CPU especificado y estos son
costosos y consumen demasiado tiempo al crearse (Shildt, 2009).
Con la aparición de la World Wide Web, Java fue lanzado a la vanguardia del
diseño de lenguajes de programación, porque la Web también demandaba
programas que fuesen portables (Shildt, 2009).
2.5.3. IDE (Entorno de desarrollo): Es un conjunto de herramientas de
programación integrados diseñados para trabajar en conjunto para aumentar
drásticamente la eficiencia del programador. Un IDE básica combinará creación
y la edición de archivos-fuente, gestión de proyectos, lanzamiento de
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aplicaciones, y los servicios de depuración. Las IDEs con todas las
características pueden incluso ayudar al diseño de la interfaz gráfica de usuario
(GUI) y la generación de código automático.
ECLIPSE: Muchos desarrolladores de Java profesionales utilizan un IDE
muy potente llamado Eclipse. Desarrollado por IBM, Eclipse está disponible
como una aplicación de código abierto de eclipse.org [www.eclipse.org].
(Miller & Kasparian, 2006)
2.5.4. API (Interfaz de programación de aplicaciones) : Consiste en una
colección de paquetes y cada uno contiene un conjunto de clases (Características y
métodos de los Objetos) e interfaces (Conjunto de métodos no implementados, para
ser sobrescritos en un fututo) listas para ser usadas en diferentes programas (The
Java Tutorials, s.f.). En otras palabras es un conjunto de constantes, funciones y
protocolos que permiten programar aplicaciones. La idea es facilitar la tarea de
desarrollar software ya que proporciona todas las piezas y el programador sólo tiene
que unirlas para lograr el fin que desea (Mora, 2002).
Conclusiones:
Tener presente las áreas que intervienen directa o indirectamente en la creación de un
proyecto, permite realizar un análisis desde diferentes perspectivas e involucrar aspectos
que inicialmente no se tenían en cuenta.
A pesar de que los temas en este capítulo no se explican profundamente, permiten que el
lector se ubique en el contexto que el proyecto propone.
26
3. HARDWARE
Introducción:
En este capítulo se especificara el hardware requerido en este proyecto en todos los
aspectos, el bípedo, el escenario, la iluminación, el porqué de la elección de los elementos,
las especificaciones y descripción de materiales o los componentes utilizados.
3.1. ROBOT BÍPEDO
3.1.1. Limitaciones: En la búsqueda del bípedo que se deseaba utilizar para la
realización de este proyecto, se pensó en diferentes opciones y modelos que se
encontraban en la web, esto porque la realización del bípedo desde cero implicaba
conocimientos sólidos en electrónica y robótica, en donde se debía estudiar
aspectos como los grados de libertad, la implementación de articulaciones y la
estabilidad vertical que necesitaba el sistema (aunque esta última se podía omitir y
se podía trabajar con un bípedo que contara con una estructura de soporte),
adicionalmente, independiente del tiempo que se podría llevar esa parte de la
investigación, el valor de los materiales era bastante elevado.
En línea se encontraron estructuras predeterminadas para bípedos, algunas eran
solamente el esqueleto lo que conllevaba a implementar los motores y el
controlador, otras eran bípedos con la función de marcha pero no permitían la
modificación del código interno y otras cuantas a pesar de permitir la modificación
o creación de código independiente para la manipulación del bípedo resultaban
altamente costosas, desde unos USD$1.000 hasta superar incluso los USD$8.000.
En el rango de los USD$500 ó USD$600 se encontraban algunas opciones, pero con
movilidad muy limitada.
A continuación se muestran algunas de las opciones que se encontraron en el
mercado sobre bípedos programables.
Rapiro. By Switch Science.
BRAT Walking Robot. Lynxmotion.com.
RQ-HUNO. By RoboBuilder.
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NAO. Aldebaran Robotics. 2008.
RoboPhilo. By RoboBrothers
Lego Mindstorm EV3. Lego.
Figura 3-1: Opciones de bípedos encontradas en línea.
Con el bípedo seleccionado se definen aspectos como el lenguaje de programación,
la adecuación de la interfaz, la escena y los materiales usados para crear el aspecto
del robot.
Luego de evaluar las opciones de modelos que se tenía, se optó por el Lego
Mindstorm EV3, principalmente por la facilidad que se tenía de consecución, porque
permitía mayor libertad en cuanto a la variación del modelo en caso de ser requerido
y por los diversos lenguajes de programación con los que se puede trabajar. Con este
robot y la forma que se construyó (figura 2-6), se contará con 1 grado de libertad, ya
que se deseaba que el robot no estuviese atado a ninguna suspensión externa y el
peso del brick (bloque donde está el microcontrolador) y de los motores limitaban
ese aspecto.
3.1.2. LEGO MINDSTORMS EV3: En este proyecto se utiliza el LEGO
MINDSTORMS Education EV3 Core Set (LEGO #45544); el set contiene:
1 bloque programable EV3
2 motores grandes
1 motor mediano
2 sensores de contacto
1 sensor de color
1 sensor ultrasónico
1 sensor giroscópico
El set contiene también 7 cables conectores y 1 cable USB para programarlo. El
set incluye una batería recargable para el bloque EV3.
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Figura 3-2: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core Set Hardware. El set también incluye una batería recargable para el bloque EV3 (no mostrada en la figura). (Laurens, 2013)
El set contiene alrededor de 540 elementos de construcción, incluyendo vigas, ejes,
engranajes y conectores.
Figura 3-3: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Core set lista de partes. (Laurens, 2013)
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Adicional a esto fue necesario 1 cargador (#8887), y un LEGO MINDSTORMS
Education EV3 Expansion Set (#45560), que contiene más de 850 elementos de
construcción como vigas, ejes y engranajes. Esta no contiene ningún elemento
electrónico.
Figura 3-4: LEGO MINDSTORMS Education EV3 Expansion Set (Laurens, 2013)
La expansión fue necesaria debido a que se requirieron las siguientes piezas
adicionales:
Cantidad Nombre Módulos Color Código
3 Bujes ½ amarillo 4239601
2 Vigas 7 gris 4495930 Tabla 3-1: Elementos requeridos del set de expansión de Lego MindStorms
El diseño del robot que se construyó está basado en el proyecto de Joe Nagata
llamado Walker ND1 (Nagata, 2013). Pero debido a que este utiliza el LEGO
MINDSTORMS NXT, realizamos algunas modificaciones y adaptaciones para que
funcionara en el LEGO MINDSTORMS EV3.
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Figura 3-5: Proceso de construcción del robot bípedo
El bloque EV3 cuenta con las siguientes especificaciones:
Brick HW V 0.60 (Hardware del bloque EV3)
Brick FW V 1.03E (Firmware del bloque EV3)
Id 0016534450eb (Identificador)
Brick OS Linux 2.6.33-rc (Sistema Operativo del bloque)
Para poder conectarse al computador, el bloque EV3 requiere de un controlador,
llamado NXT Fantom Drivers, que se puede descargar desde la página oficial de
LEGO, aunque sea para la versión NXT, también funciona para el EV3; pero en el
momento de la instalación, se debe contar con el LegoMindstormsNXTdriver64.msi
NXT_D00 ya que no lo trae consigo la versión comprimida del NXT Fantom Drivers.
Los robots LEGO MINDSTORMS EV3 deben programarse desde una computadora,
National Instruments y LEGO, han creado un entorno de programación gráfico para
que sea más fácil para todo el mundo empezar a programar. Este software está
disponible en dos versiones: La edición Hogar y la edición Educación para profesores
y estudiantes. Además los aficionados están desarrollando formas de programar el
EV3 en lenguajes de programación alternativos como C/C++ y Java. (Laurens, 2013)
Para Java, existe una API (interfaz de programación de aplicaciones) llamada LeJOS,
que será utilizada para controlar el bloque EV3 y en la implementación de la interfaz.
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Figura 3-6: Robot bípedo terminado
3.2. ELECCIÓN DE LA ESCENA
Para la elección de la escena inicialmente se pensó un bípedo general, es decir,
simplemente la existencia de dos piernas sin pensar mucho en la forma en que estos
se moverían, pero luego de realizar la investigación sobre los bípedos existentes en
el mercado y los grados de libertad que se podrían trabajar con estos se pensó en
elegir la escena basada en la forma del bípedo construido y tener de esta forma un
punto de referencia para realizar el resto de implementación (skin del personaje, set
de filmación, iluminación).
Por el parecido encontrado entre la forma del bípedo construido y la del robot DE-
209 utilizado en la película Robocop (1987) y luego de ver las posibles escenas que
se podían utilizar, se optó por la elección de la escena que se muestra a
continuación:
Figura 3-7: Película Robocop 1987 (Verhoeven, 1987).
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3.3. REVESTIMIENTO DEL BÍPEDO (SKIN)
Buscando adecuar el bípedo a una forma más cercana del personaje de la escena
elegida se evaluaron las opciones nombradas a continuación para cubrir el
esqueleto:
3.3.1. Porcelanicron o porcelana fría: es un material elástico, suave y fácil de
manejar, que permite crear un sin número de modelos y figuras. Puede
pintarse y combinarse con otros materiales como madera, vidrio, plástico,
papel y goma eva. No requiere de cocción y se seca al contacto con el aire. Su
textura es similar a la d la plastilina y se puede teñir con colorante vegetal, óleo,
acrílico o témpera (Fiodorow, 2014).
3.3.2. Látex líquido: Es la combinación de goma extraída de árboles de caucho, con
preservativos y solvente entre otras cosas. Es usada para realizar moldes
flexibles y reproducciones de elementos usando moldes de otros materiales.
Cuando el látex se endurece se convierte en una piel flexible fuerte.
Los moldes de látex pueden hacerse cubriendo un objeto con el látex líquido,
al endurecer se produce una piel tan flexible que puede ser retirada en una
sola pieza sin dejar ninguna línea de unión (James, 1989).
3.3.3. Espuma expansiva (poliuretano): Es una sustancia que combina dos
componentes líquidos a través de una reacción química. Los líquidos
reaccionan cuando se les mezcla, expandiéndose ante el contacto para crear
espuma. Esto hace que el material pueda ser estirado, aplastado o rayado y
siga siendo resistente (Spray Foam Coalition, 2012).
La espuma expansiva puede ser aplicada a un molde y en su fase de curado, se
empezará a expandir, ocupando todo las hendiduras, su tamaño puede ser
modificado simplemente vertiendo más material y aun así el peso del objeto
no es un inconveniente.
El trabajo con poliuretano requiere de gran experiencia y precaución al ser
manipulado, ya que este material resulta tóxico si se inhala y es irritante al
tacto cuando se está preparando (Lizandra, 2005).
3.3.4. Papel: Es un medio económico, listo y fácil de usar, el reto es solucionar cómo
convertir una hoja plana de papel en algo que tiene profundidad alto y ancho.
Pues generalmente no se puede moldear, esculpir o tallar el papel, de tal
manera que se debe doblar, cortar, enroscar, poner en capas y pegar para
realizar un proyecto (Ives, 2009).
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Para esto se requiere dibujar una plantilla del modelo deseado con los detalles
necesarios.
Para el elegir el medio con el cual se revestiría el robot, se tuvo en cuenta el peso
del material, la facilidad de uso, que no fuera invasivo y que permitiera la respiración
del esqueleto, esto último por razones de seguridad del microcontrolador. En ese
orden de ideas, a pesar de que todos los materiales son livianos el porcelanicron
aumentaba el peso del esqueleto, por lo que fue descartado; el látex y la espuma se
descartaron por dos motivos, el cubrimiento que generarían puede generar
calentamiento en los dispositivos y la generación del molde no se podría realizar
fielmente, pues no pueden ser vertidos directamente sobre el objeto.
De esta forma la opción que más se acomodó a la necesidad del proyecto fue el
papel, que aunque requiere bastante trabajo y tiempo para su adecuación, logra un
buen resultado final para el producto.
Para el revestimiento se hizo uso de un papercraft disponible bajo licencia de
Creative Commons (con las especificaciones Atribución – No comercial – Compartir
igual) realizado por Julius Perdana, lo que nos permitió utilizar el diseño y generar
modificaciones al producto final.
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Figura 3-8: Papercraft modificado con los requerimientos del bípedo.
3.4. ILUMINACIÓN
La iluminación de la escena se realizó con el esquema básico de iluminación con
tres fuentes de luz, el cual cuenta con una luz principal, una luz de contra y una luz
de relleno, esta última no es una fuente de luz como tal, sino con un panel que
permite reflexión de la luz. Los dispositivos utilizados para la iluminación fueron
realizados de manera experimental siguiendo lineamientos teóricos, esto debido a
que la consecución de un kit de iluminación profesional resulta costoso para los
propósitos del ejercicio a realizar (desde unos $300.000 el kit más básico).
Figura 3-9 Esquema básico de iluminación con tres fuentes de luz. Iluminación Básica. Rita Noriega. Escuela
Internacional de Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013)
3.4.1. Esquema de iluminación:
35
3.4.1.1. Luz principal: es la que crea la intención fundamental de la
iluminación de una escena, distribuye la luz y las sombras. Es la luz
predominante. Se ubica aproximadamente a 45° de la cámara y por un
poco por encima de la línea de los ojos del personaje por dos motivos, el
primero es porque la sombra que proyecta el personaje sobre el fondo se
verá menos si la luz está más alta y la segunda es porque la sombra que
proyecta la nariz del personaje sobre la cara es más favorecedora si se
proyecta un poco más abajo llegando casi a la comisura de la boca
generando el triángulo de Rembrandt, que estipula la definición correcta
entre luces y sombras.
3.4.1.2. Luz de relleno: con ella se controla la oscuridad de las sombras que
produce la luz principal, esta luz no debería crear sombras nuevas, por lo
que generalmente se coloca en el eje de la cámara. Contribuye a fijar el
tono de la escena, porque con ella se controla la relación de contraste.
Cuanta más luz de relleno existe, hay menos contraste y viceversa.
3.4.1.3. Luz de contra: esta luz proviene del lado contrario del punto de vista
y contribuye a despegar al personaje del fondo, aporta volumen a la
imagen. Puede venir desde el mismo eje de la luz principal o del lado
contrario al eje. Este tipo de luz ayuda a hacer más visibles las partículas
en suspensión como por ejemplo el humo, la niebla, el polvo y la lluvia.
Figura 3-10 Posiciones de la luz de contra. Iluminación Básica. Rita Noriega. Escuela Internacional de
Medios Audiovisuales, Falco Films. (Noriega, 2013)
3.4.2. Tipos de luz:
3.4.2.1. Luz dura: se hace referencia a la geometría que genera, en este caso,
este tipo de luz genera sombras duras, es decir, que la gradación que hay
entre la luz y la sombra es muy corta (gradiente de sombreado corto). Esta
luz se dirigen fácilmente, posee un ángulo de luz pequeño, se puede
controlar fácilmente a que zonas del decorado se quiere que llegue.
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3.4.2.2. Luz suave: en este tipo de luz la gradación entre la luz y la sombra es
más larga (gradiente de sombreado largo), esta luz es más difícil de dirigir
y menos controlable, tiene a llenar el decorado de luz, con lo que hace
más difícil mantener algunas zonas en penumbra. Generalmente la luz de
relleno es una luz suave (Noriega, 2013).
3.4.2.3. Especificaciones técnicas de las bombillas: La iluminación construida
cuenta con dos fuentes de luz fría y dura, pero se les puede realizar una
adecuación con un filtro difusor para convertirla en luz blanda en caso de
ser requerido.
Tipo de bombilla Fluorescente compacta Fluorescente compacta
Tipo de Luz Luz día Luz Blanca
Eficiencia luminosa 55 lm/w 35 lm/w
Consumo de energía 25w 8w
Voltaje 120-127 V~ 120-127 V~
Temperatura de color
6500K 6400K
CRI/IRC 80 80
Frecuencia de operación
50/60 Hz 50/60 Hz
Tiempo de vida 6000 hrs 8000 hrs
Base de casquillo E27 E14 Tabla 3-2: Especificaciones técnicas de las bombillas utilizadas en la iluminación de la escena.
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Figura 3-11: Iluminación artesanal creada para la escena.
3.5. SET DE GRABACIÓN
El set se realizó, como ya se mencionó anteriormente, con base a la escena elegida,
los elementos que la conforman se realizaron manualmente tratando de que
recrearan lo más fiel posible la escena original. El contorno del escenario fue
realizado por paneles para poder quitarlos y ponerlos y de esta forma facilitar la
toma de fotografías, por lo que todas las paredes son independientes entre ellas y
el piso.
3.5.1. Medidas: Para la realización del set se tuvo en cuenta el tamaño del robot
ensamblado (ancho y alto), se consideró también, una proporción visual del
robot en la escena original y de esta forma se generó una escala base,
trabajando las medidas de la siguiente manera:
Objeto Alto Ancho Bípedo 20cm. 28cm
Puerta principal 48.5cm 50cm
Puerta de fondo 48.5cm 37cm
Ventanales laterales 48.5cm 100cm (cada panel)
Pared con panel de televisores.
48.5cm 140cm
Mesa principal 10cm 17cm x 53cm
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Mesa auxiliar de maqueta 10cm 15cm x 15cm
Sillas 14.5cm (9cm espaldar,
0.5cm base y 5cm patas) 6cm x 5cm
Marionetas* 22.5cm 6cm
Piso 151cm 155cm Tabla 3-3: Medidas de las paredes del set de grabación. *Las marionetas adicionales, no cumplen con la proporción que se encuentra en la escena porque se contó con la disponibilidad del mercado, lo que dificulta la consecución de estos con medidas específicas.
Los detalles internos de las paredes y de las sillas se realizaron por proporción visual de
espacios, además, existen detalles que por facilidad para utilización de la técnica de stop
motion se dejaron estáticos (el panel de televisores por ejemplo).
Respecto a los personajes diferentes del robot, por reducción de costos se tomó la decisión
de utilizar personajes (marionetas) con movilidad limitada, es decir, no poseen movilidad
en todas las articulaciones (rodillas, codos, muñecas) pero se buscó que se lograra tener
una buena interacción con ellos en la escena. Algunos fueron modificados con calor para
doblar sus rodillas, ya que en toda la escena permanecen sentados.
El vestuario de estos se cambió en su mayoría para darle un poco más contexto, se
mandaron a confeccionar diferentes atuendos para cambiar los trajes originales
principalmente de los personajes femeninos (vestidos, bufandas, falda, chaquetas), las
batas de laboratorio para los científicos y unas chaquetas para diferenciar algunos de los
personajes masculinos.
(a)
39
(b)
(c) (d)
40
41
42
(e)
(f)
Figura 3-12 Elementos de la escena: (a) Pared lateral derecha. (b) Pared lateral izquierda. (c) Puerta principal. (d) Puerta fondo. (e) Accesorios y personajes. (f) Vestuario de los personajes.
43
3.5.2. Materiales: Los materiales utilizados son de fácil consecución en el mercado
y se eligieron analizando lo que contiene cada una de las secciones de la
escena, además de su fácil de manejo y las modificaciones que permitieran
hacerse respecto a colores o texturas. Los materiales utilizados se nombran
especifican en la siguiente tabla:
Iluminación: Cartón corrugado. Enchufe.
Papel aluminio. Arandela.
Foammy. Tornillo con tuerca.
Cinta aislante negra. Plafón.
Cable No.12. Tubos pvc de ½”.
Plafón pequeño para bombillo. Uniones de ½”
Interruptor. T’s de ½”
Colbón. Bombillas de 25W.
Cinta de aluminio. Papel encerado.
Alicate. Pinza.
Cortafrío. Segueta.
Taladro. Destornillador
Set de Grabación: Cartón corrugado. Cartón paja.
Acetato. Foammy.
Balso (diferentes formas y tamaños). Vinilo (gris, negro, blanco y colores primarios)
Colbón. Silicona Líquida
Palos para chuzos. Papel contact.
Regla. Cuchilla de precisión.
Bisturí. Papel Bond de 115gr.
Pinceles Cinta de Enmascarar.
Tijeras. Metro.
Lima. Plastilina.
Paleta mezcladora. Laca brillante.
Lápiz. Marcador.
Borrador Pegamento Boxer.
Propalcote de 150gr. Palitos de polipropileno.
Compás. Impresora láser. Tabla 3-4 Materiales utilizados para la escenografía.
3.6. CÁMARA FOTOGRÁFICA
Para las tomas de la escena se utilizó una cámara digital Panasonic Lumix DMC-LZ40
con las siguientes especificaciones técnicas para la parte fotográfica:
44
Métricas Dimensiones (ancho x alto x profundidad)
126,4 x 86,6 x 94,2 mm
Dimensiones (ancho x alto x profundidad)
(4,98 x 3,41 x 3,71 pulgadas)
Peso aprox. 498 g sin batería ni tarjeta de memoria SD (1,10 libras)
Peso aprox. 524 g con batería y tarjeta de memoria SD (1,16 libras)
Óptica Pixeles Pixeles efectivos de la cámara
20,0 megapixeles
Sensor Tamaño del sensor/Pixeles totales/Filtro
Sensor CCD de 1/2,3 pulgadas/Número total de pixeles: 20,5 megapixeles/Filtro de colores primarios