Como paso inicial se establecieron experimentos modelo, de los que se extrajeron las funcionalidades que la herramienta debía presentar para que los alumnos fueran capaces de desarrollarlos



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Resumen

El objetivo general del presente trabajo de titulo es implementar un plugin para CoolModes, que posea los elementos necesarios para llevar a cabo diversos experimentos relativos a astronomía básica, que sean posibles mediante el procesamiento de imágenes astronómicas. Con esta herramienta se espera aportar y apoyar en la enseñanza de fenómenos y teórias astronómicas a nivel escolar, de manera interactiva y didáctica.


Como paso inicial se establecieron experimentos modelo, de los que se extrajeron las funcionalidades que la herramienta debía presentar para que los alumnos fueran capaces de desarrollarlos. Luego se estudio la metodología de desarrollo de plugins para CoolModes. Posteriormente se investigo como manejar las imágenes en Java, lenguaje en que se implemento el plugin, para poder modificarlas según los requerimientos establecidos. Finalmente se implementó el sistema y se fue estructurando, simultáneamente, un diseño adecuado para que la herramienta fuera extensible.
Como resultado se obtuvo un programa con el que los alumnos manipulan las imágenes de manera no lineal, lo que les permite observar todo el proceso modelado de forma sencilla. En este programa es posible componer una imagen en colores a partir de tres imágenes observadas con filtro rojo, verde y azul. Además permite detectar, de forma visual, objetos que cambien de posición en las imágenes. Finalmente es posible medir distancias en píxeles dentro de las imágenes.
Como conclusión se establece que las funcionalidades implementadas permiten llevar a cabo los experimentos planteados. Además gracias a que el programa esta íntegramente desarrollado en Java, es multiplataforma lo que brinda un valor agregado considerando que esta pensado para ser utilizado en colegios. Finalmente, gracias al diseño aplicado, la herramienta es fácilmente extensible, permitiendo agregar nuevos filtros y procesamientos sin tener que re-implementar una gran parte del código.

Índice

1 Introducción 6

1.1 Motivación 7

1.2 Propósito 8

2 Objetivos 9

2.1 Objetivo General 9

2.2 Objetivos Específicos 9

3 Marco Conceptual 10

3.1 Telescopio en Internet 10

3.2 CSCL 11

3.2.1 Project Based Learning 11

3.2.2 Problem Based Learning 11

3.2.3 Authentic Learning Activities 11

3.2.4 Challenge Based Learning 11

3.3 CoolModes 12



3.3.1 Plugins 14

3.3.1.1 ReferenceFrame 14

3.3.1.2 Paleta 14

3.3.1.3 Nodo 14

3.3.1.4 Arco 15

3.3.2 Moon Plugin 15

3.4 Tecnologias Asociadas 17



3.4.1 Java 17

3.4.2 MVC - Model View Controller 18

3.4.3 XML - Extensive Markup Language 18

3.4.4 Apache Ant 19

3.4.5 Entorno de desarrollo 19

4 Metodología 20

4.1 Inserción en el marco del proyecto “Telescopio en Internet” 20

4.2 Análisis de Requerimientos 20

4.3 Análisis de la tecnología a utilizar 20

4.4 Diseño de la Solución 20

4.5 Implementación del sistema 20



5 Inserción en el marco del proyecto “Telescopio en Internet” 21

6 Análisis de Requerimientos 23

6.1 Experimentos 23



6.1.1 Descubrimiento de Asteroides 24

6.1.2 Detección de Supernovas 27

6.1.3 Componer una imagen en colores 28

6.1.4 Estimación de masa y periodos utilizando la 3ª Ley de Kepler 30

6.1.5 Medida de la distancia y la edad de un cúmulo globular de estrellas 31

6.2 Discusión sobre Funcionalidades Requeridas 32



6.2.1 Cargar una imagen 32

6.2.2 Medir píxeles en la imagen 33

6.2.3 Mezclar imágenes para obtener una en colores 33

6.2.4 Blinking de imágenes. 34

6.2.5 Diferenciar Imágenes 34

6.2.6 Alinear imágenes 34

6.2.7 Zoom 34

6.2.8 Cambiar tamaño del nodo y minimizarlo 34

6.2.9 Filtros 35

6.2.9.1 Brillo y Contraste 35

6.2.9.2 Invertir 35

6.3 Requerimientos Funcionales 35

6.4 Requerimientos no Funcionales 36

7 Análisis de las Herramientas a Utilizar 37

7.1 Imágenes en Java 37

7.2 Moon Plugin 37

7.3 CoolModes 38



8 Diseño de la aplicación 39

8.1 Nodos y Arcos 39



8.1.1 Nodos 39

8.1.1.1 Diagramas de Clase 40

8.1.1.1.1 Modelos 41

8.1.1.1.2 Controladores 42

8.1.1.1.3 Vistas 46

8.1.1.2 XML 47

8.1.1.2.1 ResizableShrinkableNodeModel 48

8.1.1.2.2 AstroImageNodeModel 48

8.1.1.2.3 ImageProcessingNodeModel 49

8.1.1.2.4 MultiImageProcessingNodeModel 49

8.1.1.2.5 BrightnessContrastImageNodeModel 49

8.1.1.2.6 Aplicación completa de un tag XML 50



8.1.2 Arcos 51

8.1.2.1 Diagramas de clase 51

8.1.2.1.1 Modelos 52

8.1.2.1.2 Controladores 52

8.1.2.1.3 Vistas 52

8.1.2.2 XML 53

8.1.2.2.1 ImageMeasureEdge 53

8.1.2.2.2 AstroImageEdge 53

8.1.2.2.3 Aplicación completa de un tag XML 54

8.2 Reglas del grafo 55

8.3 Interfaz Gráfica 55

9 Implementación del Sistema 57

9.1 Interfaces 57



9.1.1 Nodos 57

9.1.1.1 ResizableShrinkableImageNode 57

9.1.1.2 InputImageNode 58

9.1.1.3 BrightnessContrastImageNode e InvertImageNode 59

9.1.1.4 MergeImageNode y DifferenceImageNode 63

9.1.1.5 MovieImageNode 63

9.1.1.6 RGBImageNode 64

9.1.2 Arcos 65

9.1.2.1 ImageMeasureEdge 65

9.1.2.2 AstroImageEdge 66

9.1.2.3 RedImageEdge, GreenImageEdge y BlueImageEdge 66

9.2 Soporte Colaborativo 67

9.3 Internacionalización 68

9.4 Integración del Plugin 68

10 Conclusiones 70

10.1 Limitaciones 70



10.2 Trabajo Futuro 71

11 Bibliografía 72

12 Apéndices 74


Índice de Tablas y Figuras



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